CN110086190A - 一种供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种供电系统，涉及供电领域。该供电系统包括储能逆变器、储能装置、电源切换开关、多个充电装置、输入线路以及输出线路，储能逆变器与多个充电装置、储能装置以及输入线路电连接，其中，电源切换开关用于在储能逆变器正常工作时，连接储能逆变器与输出线路，以使输出线路输出目标电压，电源切换开关还用于在储能逆变器故障时，连接输入线路与输出线路。本申请提供的供电系统具有能够使偏远山区的用户能够正常用电且提高了系统的稳定性的优点。

Description

一种供电系统

技术领域

本申请涉及供电领域，具体而言，涉及一种供电系统。

背景技术

很多偏远山区由于供电半径过长，造成的低电压问题非常明显，以及附近水电站启停等诸多因素造成的电压大幅波动问题、联络线的稳定性问题。这对用户供电设备造成了很大的影响，如白炽灯泡会忽明忽暗，家用电器设备无法在额定工作电压范围内工作导致损坏。

目前一般采用自动调压器方案解决偏远山区电压较低的问题，然而其无法彻底解决问题，还会造成线路损耗增加，易引发供电线路过热燃烧事故，如采用新建台变方案，则投资过大。很大程度上影响了用户的用电可靠性及安全性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种供电系统，以解决现有技术中在偏远山区可能出现用电电压过低的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种供电系统，所述供电系统包括储能逆变器、储能装置、电源切换开关、多个充电装置、输入线路以及输出线路，所述储能逆变器与所述多个充电装置、所述储能装置以及所述输入线路电连接；

所述电源切换开关用于在所述储能逆变器正常工作时，连接所述储能逆变器与所述输出线路，以使所述输出线路输出目标电压；

所述电源切换开关还用于在所述储能逆变器故障时，连接所述输入线路与所述输出线路。

进一步地，所述储能逆变器包括控制器，所述电源切换开关包括单刀双掷开关，所述控制器与所述单刀双掷开关电连接；

所述控制器用于在所述储能逆变器正常工作时，控制所述单刀双掷开关闭合于第一端，以使所述储能逆变器与所述输出线路连接；在所述储能逆变器故障时，控制所述单刀双掷开关闭合于第二端，以使所述输入线路与所述输出线路连接。

进一步地，当所述单刀双掷开关闭合于第一端，且所述输入线路与所述多个充电装置的总功率大于所述输出线路的需求功率与所述储能装置的功率之和时，所述控制器用于控制所述储能逆变器向所述输出线路供电，且为所述储能装置充电；

当所述单刀双掷开关闭合于第一端，且所述输入线路与所述多个充电装置的总功率等于所述输出线路的需求功率与所述储能装置的功率之和时，所述控制器用于控制所述储能逆变器向所述输出线路供电；

当所述单刀双掷开关闭合于第一端，且所述输入线路与所述多个充电装置的总功率小于所述输出线路的需求功率与所述储能装置的功率之和时，所述控制器用于控制所述储能逆变器与所述储能装置向所述输出线路供电。

进一步地，所述多个充电装置包括风力充电装置和/或光伏充电装置。

进一步地，所述风力充电装置包括风力发电机与风机控制器，所述风力发电机与所述风机控制器电连接，且所述风机控制器与所述储能逆变器电连接。

进一步地，所述风力充电装置还包括卸载箱，所述卸载箱与所述风机控制器电连接。

进一步地，所述光伏充电装置包括光伏板阵列与光伏汇流箱，所述光伏板阵列与所述光伏汇流箱电连接，所述光伏汇流箱与所述储能逆变器电连接。

进一步地，所述储能装置包括多个并联设置的电池箱。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种供电系统，该供电系统包括储能逆变器、储能装置、电源切换开关、多个充电装置、输入线路以及输出线路，储能逆变器与多个充电装置、储能装置以及输入线路电连接，其中，电源切换开关用于在储能逆变器正常工作时，连接储能逆变器与输出线路，以使输出线路输出目标电压，电源切换开关还用于在储能逆变器故障时，连接输入线路与输出线路。一方面，由于本申请提供的供电系统包括储能逆变器，因此在储能逆变器正常工作时，始终通过储能逆变器为输出线路供电。即使在输入线路的电压低于220V时，也能够通过储能逆变器的作用，利用输入线路与储能装置的共同工作，使输出线路的电压提升至220V，进而使偏远山区的用户能够正常用电。另一方面，即使储能逆变器出现故障，也能够将输出线路与输入线路连通，保证用户始终能够用上电，提高了系统的稳定性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的充电系统的模块示意图。

图中：100-充电系统；110-储能逆变器；120-储能装置；130-电源切换开关；140-风力充电装置；141-风力发电机；142-风机控制器；143-卸载箱；150-光伏充电装置；151-光伏板阵列；152-光伏汇流箱；160-输入线路；170-输出线路。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

研究发现，在偏远山区，由于供电半径过长、线路损耗大造成末端用户的低电压问题非常明显，基本上都是处在低电压用电状态，烧水煮饭非常慢，100W的白炽灯泡只有40W的亮度，其中，调研部分山区时电压最低时可到170V，实际上比这还低的有很多，对偏远山区用户的用电可靠性造成了很大的影响。

有鉴于此，请参阅图1，本发明实施例提供了一种供电系统，该供电系统包括储能逆变器110、储能装置120、电源切换开关130、多个充电装置、输入线路160以及输出线路170，其中，储能逆变器110与多个充电装置、储能装置120以及输入线路160电连接，且电源切换开关130用于在储能逆变器110正常工作时，连接储能逆变器110与输出线路170，以使输出线路170输出目标电压，电源切换开关130还用于在储能逆变器110故障时，连接输入线路160与输出线路170。

可选的，本实施例所述的目标电压为220V。

本发明实施例提供的供电系统工作简单，同时在市电波动较大的情况下，该系统通过判断输出端的功率和输入端的电压来确定是否内部切换，让末端用户用电电压始终稳定在220V。同时，本发明结构简单，成本低廉，而且设计灵活，可移动，可拼接，可快速组装。需要说明的是，逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V，50Hz正弦波)的设备。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。在本实施例中，储能逆变器110还包括控制器(图未示)、交流输入端(AC INPUT)、交流输出端(AC OUTPUT)、第一充电端口(PV1)、第二充电端口(PV2)以及储能端口(BATTERY)，其中，交流输出端与电源切换开关130电连接，交流输入端与输入线路160电连接，第一充电端与第二充电端均与充电装置电连接，储能端口与储能装置120电连接。当然地，在其它的一些实施例中，控制器也可不集成于储能逆变器110中而独立存在，本实施例对此并不做任何限定。

进一步地，在本实施例中，电源切换开关130为单刀双掷开关，控制器与单刀双掷开关电连接，且该单刀双掷开关包括第一端与第二端，在储能逆变器110正常工作时，控制器控制单刀双掷开关闭合于第一端，以使储能逆变器110的交流输出端与输出线路170连接；在储能逆变器110故障时，控制器控制单刀双掷开关闭合于第二端，以使输入线路160与输出线路170连接。

其中，本实施例所述储能逆变器110故障指储能逆变器110内部出现超载、过载等情况，或储能逆变器110本身出现损坏的情况，进而导致储能逆变器110无法正常使用。可以理解地，通过该设置方式，一方面，在储能逆变器110能够正常工作时，供电系统始终通过储能逆变器110为输出线路170供电使得在输入线路160较长，由于线路等原因的损耗出现低电压时，即输入线路160的电压低于220V时，也能够通过储能逆变器110的作用，利用输入线路160与储能装置120共同工作，使输出线路170的电压提升至220V，进而使偏远山区的用户能够正常用电。另一方面，即使储能逆变器110出现故障，也能够通过控制器控制电源切换开关130闭合于第二端，使得输出线路170与输入线路160连通，保证用户始终能够用上电，提高了系统的稳定性。

并且，需要说明的是，本实施例提供的供电系统为优先满足输出线路170用电的系统，即当单刀双掷开关闭合于第一端时，若输入线路160与多个充电装置的总功率大于输出线路170的需求功率与储能装置的功率之和时，控制器则控制储能逆变器110向输出线路170供电的同时为储能装置120充电。当输入线路160与多个充电装置的总功率等于输出线路170的需求功率与所述储能装置的功率之和时，控制器则控制储能逆变器110向输出线路170供电，即此时不会对储能装置120进行充电。当输入线路160与多个充电装置的总功率小于输出线路170的需求功与所述储能装置的功率之和率时，控制器则控制储能逆变器110与储能装置120向输出线路170供电。

其中，储能装置的功率指储能装置的充电功率，通过该判断方式，使系统能够自动判断充放电，更加智能。同时，作为本申请的另一种实现方式，为了防止系统存在反复切换的现象，本申请还可以在当检测到的输入线路160的电压低于预设值时，例如低于198V时，自动切换到储能装置补偿模式，即利用储能装置、充电装置以及输入线路160同时向输入线路160供电，以满足末端用户的用电要求。同时，在末端用户负荷较小的时间段内，末端电压会自动回升到某个电压值，例如回升到208V以上，同时末端功率值增加到大于某个值，例如大于500W，以此作为回差条件，切换至储能装置无需继续供电的状态，避免了系统出现反复切换的现象的产生。进一步地，在本实施例中，多个充电装置中包括风力充电装置140与光伏充电装置150，当然地，多个充电装置中还可包括其它充电装置，例如水力充电装置，本实施例对此并不做任何限定。

具体地，风力充电装置140包括风力发电机141与风机控制器142，风力发电机141与风机控制器142电连接，且风机控制器142与储能逆变器110电连接。同时，风力充电装置140还包括卸载箱143，卸载箱143与风机控制器142电连接。

其中，本实施例提供的风力发电机141为1KW垂直轴风力发电机141，其通过水泥地基固定，并且通过风机控制器142能够供给储能逆变器110需求的电量，同时，由于可能出现储能装置120已经充满电的情况，此时无需再通过充电装置为储能逆变器进行充电，因此在风力充电装置140中设备了卸载箱143，以消耗多余电量。

其中，光伏充电装置150包括光伏板阵列151与光伏汇流箱152，光伏板阵列151与光伏汇流箱152电连接，且光伏汇流箱152与储能逆变器110电连接。

进一步地，本实施例提供的储能装置120包括多个并联设置的电池箱，其中，每个电池箱的电池容量为51.2V/86AH。

进一步地，为了保证在使用过程以及维修过程中的安全性，在输入线路160与储能逆变器110之间设置有第一开关11QF，在输入线路160与电源切换开关130之间设置有第二开关12QF，在储能逆变器110与电源切换开关130之间设置有第三开关13QF，在储能逆变器110与风力充电装置140之间设置有第四开关14QF，在储能逆变器110与光伏充电装置150之间设置有第五开关15QF。其中，在正常使用过程中，第一开关11QF、第二开关12QF、第三开关13QF、第四开关14QF以及第五开关15QF均处于闭合状态，当需要进行储能逆变器110的检修时，可使第一开关11QF、第二开关12QF、第三开关13QF、第四开关14QF以及第五开关15QF均处于断开状态。

综上所述，本申请提供了一种供电系统，该供电系统包括储能逆变器、储能装置、电源切换开关、多个充电装置、输入线路以及输出线路，储能逆变器与多个充电装置、储能装置以及输入线路电连接，其中，电源切换开关用于在储能逆变器正常工作时，连接储能逆变器与输出线路，以使输出线路输出目标电压，电源切换开关还用于在储能逆变器故障时，连接输入线路与输出线路。一方面，由于本申请提供的供电系统包括储能逆变器，因此在储能逆变器正常工作时，始终通过储能逆变器为输出线路供电。即使在输入线路的电压低于220V时，也能够通过储能逆变器的作用，利用输入线路与储能装置的共同工作，使输出线路的电压提升至220V，进而使偏远山区的用户能够正常用电。另一方面，即使储能逆变器出现故障，也能够将输出线路与输入线路连通，保证用户始终能够用上电，提高了系统的稳定性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括储能逆变器、储能装置、电源切换开关、多个充电装置、输入线路以及输出线路，所述储能逆变器与所述多个充电装置、所述储能装置以及所述输入线路电连接；

所述电源切换开关用于在所述储能逆变器正常工作时，连接所述储能逆变器与所述输出线路，以使所述输出线路输出目标电压；

所述电源切换开关还用于在所述储能逆变器故障时，连接所述输入线路与所述输出线路。

2.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述储能逆变器包括控制器，所述电源切换开关包括单刀双掷开关，所述控制器与所述单刀双掷开关电连接；

所述控制器用于在所述储能逆变器正常工作时，控制所述单刀双掷开关闭合于第一端，以使所述储能逆变器与所述输出线路连接；在所述储能逆变器故障时，控制所述单刀双掷开关闭合于第二端，以使所述输入线路与所述输出线路连接。

3.如权利要求2所述的供电系统，其特征在于，当所述单刀双掷开关闭合于第一端，且所述输入线路与所述多个充电装置的总功率大于所述输出线路的需求功率与所述储能装置的功率之和时，所述控制器用于控制所述储能逆变器向所述输出线路供电，且为所述储能装置充电；

当所述单刀双掷开关闭合于第一端，且所述输入线路与所述多个充电装置的总功率等于所述输出线路的需求功率与所述储能装置的功率之和时，所述控制器用于控制所述储能逆变器向所述输出线路供电；

当所述单刀双掷开关闭合于第一端，且所述输入线路与所述多个充电装置的总功率小于所述输出线路的需求功率与所述储能装置的功率之和时，所述控制器用于控制所述储能逆变器与所述储能装置向所述输出线路供电。

4.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述多个充电装置包括风力充电装置和/或光伏充电装置。

5.如权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述风力充电装置包括风力发电机与风机控制器，所述风力发电机与所述风机控制器电连接，且所述风机控制器与所述储能逆变器电连接。

6.如权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述风力充电装置还包括卸载箱，所述卸载箱与所述风机控制器电连接。

7.如权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述光伏充电装置包括光伏板阵列与光伏汇流箱，所述光伏板阵列与所述光伏汇流箱电连接，所述光伏汇流箱与所述储能逆变器电连接。

8.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述储能装置包括多个并联设置的电池箱。