CN110504680A - 一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，包括光伏输变电箱、直流汇流箱、逆变器、交流配电箱、智能补耗控制器和蓄电池组，光伏输变电箱顶部设置有太阳能面板，太阳能面板与光伏输变电箱四个侧箱体顶端连接处分别设有升降装置，直流汇流箱与光伏发电方阵连接，用于将光伏发电方阵输出的电流进行汇流、监测和保护，逆变器与直流汇流箱连接，用于将直流电逆变为交流电，交流配电箱的输入端与逆变器输出端连接，智能补耗控制器包括数据存储器、微处理器和储能变流器。总之，本发明具有结构新颖、系统完善、可满足用电高峰期的负载功率需求。

Description

一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置
技术领域
本发明属于新能源与节能技术领域，具体是涉及一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置。
背景技术
无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的。中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10％。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
偏远地区海岛等少电无电地区，由于经济发展水平的差距原因，我国仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题，而且在用户用电高峰期，光伏发电的输出功率不能满足负载需求，所以，设计一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置十分有必要。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置。
本发明的技术方案是：一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，包括光伏输变电箱、直流汇流箱、逆变器、交流配电箱、智能补耗控制器和蓄电池组，所述光伏输变电箱顶部设置有太阳能面板，所述太阳能面板输出端连接有电压监测表一，太阳能面板与光伏输变电箱四个侧箱体顶端连接处分别设有升降装置，所述升降装置通过太阳能面板升降控制器分别控制，太阳能面板升降控制器与电压监测表一连接，通过升降太阳能面板四边的升降装置来调整太阳能面板的倾斜角度，并根据电压检测表一监测到的不同倾斜角度下太阳能面板的输出电压来不断调整太阳能面板的倾斜角度，使阳光直射在太阳能面板上，增强光电转换效率，
所述直流汇流箱的输入端与光伏发电方阵输出端连接，用于将光伏发电方阵输出的电流进行汇流、监测和保护，所述逆变器的输入端与直流汇流箱输出端连接，用于将直流电逆变为交流电，
所述交流配电箱的输入端与逆变器输出端连接，交流配电箱的输入端设有电压检测表三，交流配电箱的负载连接端上设有负载功率监测表，
所述智能补耗控制器包括分别与负载功率监测表连接用于获取存储实时负载功率数据的数据存储器，与数据存储器连接用于根据实时负载功率数据计算负载连接端输出功率的微处理器，用于控制所述蓄电池组充电、放电的储能变流器，
蓄电池组的充电端通过所述储能变流器与太阳能面板输出端连接，当负载连接端输出功率大于等于负载功率时，储能变流器将太阳能面板输出电流充入蓄电池组中存储，
蓄电池组的放电端通过储能变流器与逆变器输入端连接，当负载连接端输出功率小于负载功率时，储能变流器控制蓄电池组向逆变器输入端放电，经逆变器转换后输出至交流配电箱，对输出功率不足的负载连接端补充功率。
进一步地，所述升降装置均包括设置在光伏输变电箱四个侧箱体顶端内部的升降电机，一端与升降电机输出端连接，另一端与太阳能面板底面通过铰座连接的伸缩杆。
进一步地，所述光伏输变电箱四个侧箱体顶端与太阳能面板底面之间设有可拉伸的隔离网，避免外界物体进入光伏输变电箱。
进一步地，所述直流汇流箱包括用于对输入电压大小进行监测的电压监测表二，对输入电流进行过载保护的过流保护器，与过流保护器连接的防逆流装置，用于消除所述逆变器中直流、交流电转换时产生的直流分量逆流。
进一步地，所述逆变器搭载多路MPPT，通过跟踪电压监测表二监测的光伏发电方阵实时发电电压来调整逆变器的最大功率。
进一步地，所述光伏输变电箱还包括分别设置在直流汇流箱、逆变器、交流配电箱、智能补耗控制器、蓄电池组上进行工作温度监测的多个温度监测装置，温度监测装置分别与微处理器连接，光伏输变电箱内还设有散热装置，所述散热装置通过微处理器控制启停，所述温度监测装置、散热装置分别与蓄电池组的输出端连接。
进一步地，光伏输变电箱四周设有保护墙，保护墙内部设有避雷器，所述避雷器高于光伏输变电箱。
本发明的工作原理是：将光伏变电箱与光伏发电方阵、用户负载端连接，光伏发电方阵的输出电流首先通过直流汇流箱，电压监测表二监测电压大小并输送至逆变器，逆变器对将光伏发电方阵输出的直流电转换为交流电，并且逆变器搭载的多路MPPT，通过跟踪电压监测表二监测的光伏发电方阵实时发电电压来调整逆变器的最大输出功率，转换后的交流电送至交流配电箱分配后通过负载连接端输送至用户负载端供电，负载连接端的负载功率监测表实时监测负载连接端的负载功率，当负载连接端输出功率大于等于负载功率时，智能补耗控制器的储能变流器将设置在光伏变电箱顶端的太阳能面板输出电流充入蓄电池组中存储，当负载连接端输出功率小于负载功率时，储能变流器控制蓄电池组向逆变器输入端放电，经逆变器转换后输出至交流配电箱，对输出功率不足的负载连接端补充功率，太阳能面板在一天中的倾斜度是根据太阳能面板输出端连接的电压监测表一监测电压大小，并通过升降装置控制倾斜角度方向的。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，适用于无电网地区使用，通过直流汇流箱对光伏发电方阵述直流输出电流进行汇流、监测和保护，然后通过搭载MPPT的逆变器将直流电流转换为交流电流供用户负载使用，转换过程中产生的直流分量逆流通过防逆流装置消除，并且在光伏输变电箱上设置可跟随太阳改变倾斜角度的太阳能面板，使光电转化效率保持在最高效率，太阳能面板可对蓄电池组进行充电，在用户负载功率大于输出负载功率时，蓄电池组可向逆变器释放电能，满足负载使用，光伏输变电箱内设置散热装置，避免光伏输变电箱内部温度过高，并且光伏输变电箱外部设置避雷器，保证设备安全。总之，本发明具有结构新颖、系统完善、可满足用电高峰期的负载功率需求。
附图说明
图1是本发明的光伏输变电箱内部结构示意图；
图2是本发明的整体结构示意图；
图3是本发明的控制系统框图。
其中，1-光伏输变电箱、11-太阳能面板、111-电压监测表一、12-升降装置、121-升降电机、122-伸缩杆、123-铰座、124-隔离网、13-太阳能面板升降控制器、14-温度监测装置、15-散热装置、16-保护墙、17-避雷器、2-直流汇流箱、21-电压监测表二、22-过流保护器、23-防逆流装置、3-逆变器、4-交流配电箱、41-电压检测表三、42-负载连接端、43-负载功率监测表、5-智能补耗控制器、51-数据存储器、52-微处理器、53-储能变流器、6-蓄电池组。
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-3和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。
实施例：如图1所示，一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，包括光伏输变电箱1、直流汇流箱2、逆变器3、交流配电箱4、智能补耗控制器5和蓄电池组6，
光伏输变电箱1顶部设置有太阳能面板11，太阳能面板11输出端连接有电压监测表一111，太阳能面板11与光伏输变电箱1四个侧箱体顶端连接处分别设有升降装置12，升降装置12通过太阳能面板升降控制器13分别控制，太阳能面板升降控制器13与电压监测表一111连接，通过升降太阳能面板11四边的升降装置12来调整太阳能面板11的倾斜角度，并根据电压检测表一111监测到的不同倾斜角度下太阳能面板11的输出电压来不断调整太阳能面板11的倾斜角度，使阳光直射在太阳能面板11上，增强光电转换效率，
升降装置12均包括设置在光伏输变电箱1四个侧箱体顶端内部的升降电机121，一端与升降电机121输出端连接，另一端与太阳能面板11底面通过铰座123连接的伸缩杆122，伏输变电箱1四个侧箱体顶端与太阳能面板11底面之间设有可拉伸的隔离网124，避免外界物体进入光伏输变电箱1，
直流汇流箱2的输入端与光伏发电方阵输出端连接，用于将光伏发电方阵输出的电流进行汇流、监测和保护，直流汇流箱2包括用于对输入电压大小进行监测的电压监测表二21，对输入电流进行过载保护的过流保护器22，与过流保护器22连接的防逆流装置23，用于消除逆变器3中直流、交流电转换时产生的直流分量逆流，
逆变器3的输入端与直流汇流箱2输出端连接，用于将直流电逆变为交流电，逆变器3搭载多路MPPT，通过跟踪电压监测表二21监测的光伏发电方阵实时发电电压来调整逆变器3的最大输出功率，
交流配电箱4的输入端与逆变器3输出端连接，交流配电箱4的输入端设有电压检测表三41，交流配电箱4的负载连接端42上设有负载功率监测表43，智能补耗控制器5包括分别与负载功率监测表43连接用于获取存储实时负载功率数据的数据存储器51，与数据存储器51连接用于根据实时负载功率数据计算负载连接端42输出功率的微处理器52，用于控制蓄电池组6充电、放电的储能变流器53，
蓄电池组6的充电端通过储能变流器53与太阳能面板11输出端连接，当负载连接端42输出功率大于等于负载功率时，储能变流器53将太阳能面板11输出电流充入蓄电池组6中存储，
蓄电池组6的放电端通过储能变流器53与逆变器3输入端连接，当负载连接端42输出功率小于负载功率时，储能变流器53控制蓄电池组6向逆变器3输入端放电，经逆变器3转换后输出至交流配电箱4，对输出功率不足的负载连接端42补充功率，
光伏输变电箱1还包括分别设置在直流汇流箱2、逆变器3、交流配电箱4、智能补耗控制器5、蓄电池组6上进行工作温度监测的多个温度监测装置14，温度监测装置14分别与微处理器52连接，光伏输变电箱1内还设有散热装置15，散热装置15通过微处理器52控制启停，温度监测装置14、散热装置15分别与蓄电池组6的输出端连接，控制系统框图如图3所示，
如图2所示，光伏输变电箱1四周设有保护墙16，保护墙16内部设有避雷器17，避雷器17高于光伏输变电箱1。
上述实施例的工作原理是：将光伏变电箱1与光伏发电方阵、用户负载端连接，光伏发电方阵的输出电流首先通过直流汇流箱2，电压监测表二21监测电压大小并输送至逆变器3，逆变器3对将光伏发电方阵输出的直流电转换为交流电，并且逆变器3搭载的多路MPPT，通过跟踪电压监测表二21监测的光伏发电方阵实时发电电压来调整逆变器3的最大输出功率，转换后的交流电送至交流配电箱4分配后通过负载连接端42输送至用户负载端供电，负载连接端42的负载功率监测表43实时监测负载连接端42的负载功率，当负载连接端42输出功率大于等于负载功率时，智能补耗控制器5的储能变流器53将设置在光伏变电箱1顶端的太阳能面板11输出电流充入蓄电池组6中存储，当负载连接端42输出功率小于负载功率时，储能变流器53控制蓄电池组6向逆变器3输入端放电，经逆变器3转换后输出至交流配电箱4，对输出功率不足的负载连接端42补充功率，太阳能面板11在一天中的倾斜度是根据太阳能面板11输出端连接的电压监测表一111监测电压大小，并通过升降装置12控制倾斜角度方向的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，其特征在于，包括光伏输变电箱(1)、直流汇流箱(2)、逆变器(3)、交流配电箱(4)、智能补耗控制器(5)和蓄电池组(6)，
所述光伏输变电箱(1)顶部设置有太阳能面板(11)，所述太阳能面板(11)输出端连接有电压监测表一(111)，太阳能面板(11)与光伏输变电箱(1)四个侧箱体顶端连接处分别设有升降装置(12)，所述升降装置(12)通过太阳能面板升降控制器(13)分别控制，太阳能面板升降控制器(13)与电压监测表一(111)连接，通过升降太阳能面板(11)四边的升降装置(12)来调整太阳能面板(11)的倾斜角度，并根据电压检测表一(111)监测到的不同倾斜角度下太阳能面板(11)的输出电压来不断调整太阳能面板(11)的倾斜角度，使阳光直射在太阳能面板(11)上，增强光电转换效率，
所述直流汇流箱(2)的输入端与光伏发电方阵输出端连接，用于将光伏发电方阵输出的电流进行汇流、监测和保护，所述逆变器(3)的输入端与直流汇流箱(2)输出端连接，用于将直流电逆变为交流电，
所述交流配电箱(4)的输入端与逆变器(3)输出端连接，交流配电箱(4)的输入端设有电压检测表三(41)，交流配电箱(4)的负载连接端(42)上设有负载功率监测表(43)，
所述智能补耗控制器(5)包括分别与负载功率监测表(43)连接用于获取存储实时负载功率数据的数据存储器(51)，与数据存储器(51)连接用于根据实时负载功率数据计算负载连接端(42)输出功率的微处理器(52)，用于控制所述蓄电池组(6)充电、放电的储能变流器(53)，
蓄电池组(6)的充电端通过所述储能变流器(53)与太阳能面板(11)输出端连接，当负载连接端(42)输出功率大于等于负载功率时，储能变流器(53)将太阳能面板(11)输出电流充入蓄电池组(6)中存储，
蓄电池组(6)的放电端通过储能变流器(53)与逆变器(3)输入端连接，当负载连接端(42)输出功率小于负载功率时，储能变流器(53)控制蓄电池组(6)向逆变器(3)输入端放电，经逆变器(3)转换后输出至交流配电箱(4)，对输出功率不足的负载连接端(42)补充功率。
2.根据权利要求1所述的一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，其特征在于，所述升降装置(12)均包括设置在光伏输变电箱(1)四个侧箱体顶端内部的升降电机(121)，一端与升降电机(121)输出端连接，另一端与太阳能面板(11)底面通过铰座(123)连接的伸缩杆(122)。
3.根据权利要求1所述的一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，其特征在于，所述光伏输变电箱(1)四个侧箱体顶端与太阳能面板(11)底面之间设有可拉伸的隔离网(124)，避免外界物体进入光伏输变电箱(1)。
4.根据权利要求1所述的一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，其特征在于，所述直流汇流箱(2)包括用于对输入电压大小进行监测的电压监测表二(21)，对输入电流进行过载保护的过流保护器(22)，与过流保护器(22)连接的防逆流装置(23)，用于消除所述逆变器(3)中直流、交流电转换时产生的直流分量逆流。
5.根据权利要求1所述的一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，其特征在于，所述光伏输变电箱(1)还包括分别设置在直流汇流箱(2)、逆变器(3)、交流配电箱(4)、智能补耗控制器(5)、蓄电池组(6)上进行工作温度监测的多个温度监测装置(14)，温度监测装置(14)分别与微处理器(52)连接，光伏输变电箱(1)内还设有散热装置(15)，所述散热装置(15)通过微处理器(52)控制启停，所述温度监测装置(14)、散热装置(15)分别与蓄电池组(6)的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，其特征在于，所述光伏输变电箱(1)四周设有保护墙(16)，所述保护墙(16)内部设有避雷器(17)，所述避雷器(17)高于光伏输变电箱(1)。
7.根据权利要求1所述的一种智能型光伏发电输变电节能补耗装置，其特征在于，所述光伏输变电箱(1)内还设有散热装置(15)。
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