CN113178936A - 多能互补发电的公共域微电网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多能互补发电的公共域微电网系统，包括外界能源收集装置，包括用于收集外界的太阳能的光伏发电装置和用于收集外界的风能的风力发电装置；水龙头，包括设置于水龙头的出水管路内的水流发电装置，所述水流发电装置用于收集所述自发电水龙头出水时的水能；蓄电池，分别与所述；所述外界能源收集装置和所述水流发电装置产生的能量对所述公共域微电网内部的用电设备进行供电，并将多余的电能存储于所述蓄电池中，当所述蓄电池的电量达到预设值后将多余的电能输送到直流微电网中。本发明的公共域微电网系统可实现风光互补发电，自来水动能和势能的电能转化，电能多功能利用。
Description
技术领域
本发明涉及公共域微电网技术领域，特别涉及一种多能互补发电的公共域微电网系统。
背景技术
随着人们环保意识的增强和国家政策的号召，新能源的收集与利用成为减少化石能源消耗，保护环境的有效途径之一。目前公共域的红外感应装置以及其他用电设备多采用蓄电池或者市电供电，对产品的绝缘性和防水性能要求较高，否则会给用户带来触电的风险。蓄电池电压低、安全性好，但是由于目前常用的一次性锂离子电池不可回收，会对环境造成污染。可充电的电池虽然寿命相对较长，但是要通过充电器接到市电，一样有安全性问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可实现风光互补发电，自来水动能和势能的电能转化，电能多功能利用的多能互补发电的公共域微电网系统。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多能互补发电的公共域微电网系统，包括：
外界能源收集装置，包括用于收集外界的太阳能的光伏发电装置和用于收集外界的风能的风力发电装置；
水龙头，包括设置于水龙头的出水管路内的水流发电装置，所述水流发电装置用于收集所述水龙头出水时的水能；
蓄电池，分别与所述；
所述外界能源收集装置和所述水流发电装置产生的能量对所述公共域微电网内部的用电设备进行供电，并将多余的电能存储于所述蓄电池中，当所述蓄电池的电量达到预设值后将多余的电能输送到直流微电网中。
在一可选实施例中，所述外界能源收集装置包括所述光伏发电装置和所述风力发电装置；所述多能互补发电的公共域微电网系统还包括风光互补发电控制器，所述光伏发电装置和所述风力发电装置通过风光互补发电控制器与所述蓄电池连接。
在一可选实施例中，在所述光伏发电装置与所述风光互补发电控制器之间、以及所述风力发电装置与所述风光互补发电控制器之间均设置有稳压升压模块。
在一可选实施例中，所述蓄电池包括锂离子电池。
在一可选实施例中，所述水龙头为红外感应控制水龙头。
在一可选实施例中，所述微电网系统还包括控制器，所述控制器分别与所述外界能源收集装置、所述水龙头及所述蓄电池连接。
在一可选实施例中，所述蓄电池用于向所述公共域微电网内部的用电设备供电。
在一可选实施例中，所述蓄电池的充电电路包括第一开关、变压器、整流元件，电容，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压二极管、双向晶闸管、发光二极管、可控精密稳压源以及至少一蓄电池；所述第一开关S1连接于所述变压器的原边侧与所述水流发电装置，所述变压器的副边侧的一端与所述整流元件的第一输入端连接，所述变压器的副边侧的另一端与所述整流元件的第二输入端连接，所述整流元件的正输出端分别与所述电容的一端及所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述双向晶闸管的T2极并连接，所述双向晶闸管的T1极与所述第三电阻的一端连接，所述双向晶闸管的控制极与第一电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与蓄电池的正极、所述发光二极管的阳极连接，所述蓄电池的负极、所述发光二极管的阴极分别与所述可控精密稳压源的阴极连接，所述可控精密稳压源的参考极分别与所述第一电阻的另一端及所述第二电阻的第二端连接；所述可控精密稳压源的阳极、所述第二电阻的另一端、所述稳压二极管的阳极以及所述电容的另一端分别与所述整流元件的负输出端连接。
在一可选实施例中，所述蓄电池的充电电路包括并联设置于所述第三电阻的另一端与所述发光二极管的阴极之间至少两个所述蓄电池，以及连接于每个所述蓄电池支路上的第二开关。
在一可选实施例中，所述第一开关包括防漏电开关。
本发明的设计一种多能互补发电的公共域微电网系统，可利用公共卫生间周边的太阳能和风能发电，也可以利用自来水的动能和势能进行发电，来对公共域的卫生间系统供电，降低锂电池的使用量，同时对小功率电器供电，对改善居民生活水平显得尤为重要。
本发明的设计一种多能互补发电的公共域微电网系统，可实现风光互补发电，自来水动能和势能的电能转化，电能多功能利用。
本发明的多能互补发电的公共域微电网系统，具有节能环保，安全可靠，装配便捷，功能多样的特点，能够通过智能控制模块，实现居民水龙头使用的无接触化，使公共卫生间的使用更加智能化和环保化，同时降低了以往病毒，细菌通过传统水龙头传染疾病的风险。
本发明的多能互补发电的公共域微电网系统，在提高居民节约能源、保护环境的意识时，也提高了居民生活的便利性和安全性。
附图说明
图1显示为本发明的多能互补发电的公共域微电网系统的总体概念图。
图2显示为本发明的多能互补发电的公共域微电网系统的风光互补模式原理图。
图3显示为本发明的多能互补发电的公共域微电网系统的蓄电池电路图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1-3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
考虑到新能源发电技术越来越成熟，成本越来越低，将小功率低压的新能源发电技术应用到小型独立的微电网中，设计一种多能互补发电的公共域微电网系统，对公共域的卫生间系统进行供电。
请参阅图1-2，本发明的多能互补发电的公共域微电网系统包括外界能源收集装置、内置有水流发电装置3的水龙头、蓄电池5、供电电路6、电能输送电路7以及进行整个系统控制的控制器(未图示)。所述外界能源收集装置包括用于收集外界的太阳能的光伏发电装置1和用于收集外界的风能的风力发电装置2；所述水流发电装置3设置于水龙头的出水管路内，所述水流发电装置3用于收集所述水龙头出水时的水能；所述蓄电池5分别与所述外界能源收集装置和所述水流发电装置3连接；所述外界能源收集装置和所述水流发电装置3产生的能量通过供电电路6对所述公共域微电网内部的用电设备进行供电，并将多余的电能存储于所述蓄电池5中，当所述蓄电池5的电量达到预设值后将多余的电能通过电能输送电路7输送到直流微电网中。
如图1所示，本发明的多能互补发电的公共域微电网系统的控制结构可以是本领域人员所熟知的多种形式。在本实施例中，可采用以STM32F103芯片为核心芯片的单片机核心板电路STM32F103C8T6(控制器)，同时使用两个极性电容对电路进行滤波和保护。在太阳能和风能管理电路中，采用的管理电路结构可以是本领域人员所熟知的多种形式。在本实施例中，可通过7805稳压芯片进行稳压调节，并且在两种输入(太阳能和风能)方式的结点处，增加蓄电池充电保护模块和蓄电池升压模块，实现对电能的安全平稳的输送和保护。所述稳压芯片、蓄电池充电保护模块和蓄电池升压模块作为升压稳压模块4，设置于光伏发电装置1与风光互补发电控制器之间以及风力发电装置2与风光互补发电控制器之间。
如图1和2所示，光伏发电装置1与风力发电装置2作为电能的产生环节之一，通过风光互补控制器8实现电能变换控制环节，进而对蓄电池5充电。风光互补发电系统总体结构主要包括电能产生环节、电能储存消耗环节以及电能变换控制环节三个主要部分。其中，该系统的电能主要是由太阳能和风力发电两种形式所产生的，可以通过风力发电装置2(交流风机或者直流风机)的方式将风能转化为电能，同时，也可以通过光伏发电装置1(太阳能电池板)将太阳能转化为电能，从而能够为系统提供源源不断的电能支持，实现清洁能源的有效转化。电能控制环节主要包括主控制电路以及变换器等核心部分，在整个发电系统中有着十分关键的作用和价值，利用风力发电与光伏发电在时间与空间上表现出来的互补性，通过风光互补发电控制器，使新能源的利用效率达到最大值。三相交流电在进入风光互补控制器 8后会输出直流电流。太阳能电池板输出得到的直流电在输入风光互补控制器8，经过内部控制芯片的有效控制，能够实现功率的变换。同时，也可以对各种参数和信息进行采集与处理，实现风险的有效预警以及设备的持续运行，减少故障问题的发生。
如图2所示，多能互补发电的公共域微电网系统中的电能存储消耗环节主要包括消耗电能和存储电能两部分内容组成，电能的消耗部分主要包括交流负载和直流负载。直流负载可以经过蓄电池5引入系统当中，也可以通过直流变换电路提供相对应的直流电压。交流负载则需要经过逆变器9将直流电流转化为交流电流。电能的储存部分主要由蓄电池5来完成，可以起到系统的平衡负载以及电动调节的作用，在整个系统中有十分重要的地位。
用户参考安装区域的平均日光照强度变化曲线，使光伏发电板自动捕获尽可能多的太阳能，提高能量利用率；光伏发电板产生的电能在蓄电池5达到充电条件时，光伏发电板产生的电能通过升压稳压模块4，实现对蓄电池5的充电，蓄电池5可以针对公共域照明系统，控制电路进行供电，并且多余电能还可输送到大电网-例如直流微电网中。
用户可将风力发电装置2的风扇安装在屋顶等风力较大的地方，根据风力发电与光伏发电的互补性，将风力发电机产生的电能经升压稳压处理后，通过风光互补控制器8，对蓄电池 5输入电量进行调节，实现对蓄电池5的充电；蓄电池5可以针对公共域照明系统，控制电路进行供电，并且多余电能还可输送到大电网-例如直流微电网中。
在本实施例中，还可对现有的红外感应水龙头的改装，在红外感应水龙头的出水管路内设置水流发电装置3。运用自来水流动推动水轮转动，同时使水流发电装的线圈做切割磁感线运动，从而产生随时间做正弦变化的动生电动势，通过两个金属滑环和两个碳质电刷将电能储存在蓄电池5中，作为红外感应水龙头的电源。自发电水龙头作为水力发电的重要环节，通过蓄电池5，实现对自身红外感应装置的供电。蓄电池5中剩余的电能对公共域下的其他用电设备(例如指示灯、照明灯等)进行供电。
本实施例的自发电水龙头的工作原理如下：当人体的手放在水龙头的红外区域内，电热红外传感头的红外线发射管发出的红外线由于人体的遮挡反射到电热红外传感头的的红外线接收管。通过集成线路的微电脑处理后的信号发送给电磁阀，电磁阀接收信号后按指定的指令打开阀芯，自来水通过电磁阀到达水流发电机装置，自来水推动水流发电机装的水轮转动，水轮带动水流发电机装的转子转动，转子切割磁感线，将动能转化为电能，通过接线柱将电能输出给稳压器，稳压器将电压稳定后再将电能输送给蓄电池5进行蓄电，当人手离开红外线感应范围，电磁阀没有接收信号，电磁阀阀芯则通过内部弹簧进行复位来控制水龙头的关闭，实现整个循环过程。
在本实施例中，风力发电装置2、光伏发电装置1、水流发电装置3产生的电能，可以首先给公共域用电设备例如指示灯，照明灯，红外线发射设备供电，并将多余电量对蓄电池5充电，当末端总功率低于日平均用电功率百分之三十，蓄电池5充电达到百分之八十(也可以是其他合适的设置值)时停止充电，将剩余的电量输出至大电网；当新能源发电不足时，蓄电池5可以只对公共域用电设备供电。
可利用水流发电装置3对于进行充电，蓄电池组的内部电路设计如图3所示。所述蓄电池的充电电路包括第一开关S1、变压器T、整流元件UR，电容C，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、稳压二极管VD、双向晶闸管VS1、发光二极管D1、可控精密稳压源TL431以及至少一蓄电池GB1或GB2；所述第一开关S1连接于所述变压器T的原边侧与所述水流发电装置3，所述变压器T的副边侧的一端与所述整流元件UR的第一输入端连接，所述变压器T的副边侧的另一端与所述整流元件UR的第二输入端连接，所述整流元件UR的正输出端分别与所述电容C的一端及所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述双向晶闸管VS1的T2极并连接，所述双向晶闸管VS1的T1极与所述第三电阻R3的一端连接，所述双向晶闸管VS1的控制极G与第一电阻R1的一端连接，所述第三电阻R3的另一端分别与蓄电池GB1或GB2的正极、所述发光二极管d1的阳极连接，所述蓄电池GB1或GB2的负极、所述发光二极管D1的阴极分别与所述可控精密稳压源 TL431的阴极(引脚3)连接，所述可控精密稳压源TL431的参考极(引脚1)分别与所述第一电阻R1的另一端及所述第二电阻R2的第二端连接；所述可控精密稳压源TL431的阳极 (引脚2)、所述第二电阻R2的另一端、所述稳压二极管VD的阳极以及所述电容C的另一端分别与所述整流元件UR的负输出端连接。所述发光二极管D1例如可以是绿光发光二极管。
请参阅图3，第一开关S1为总开关，可设置为防漏电开关，更为方便安全，通过小型变压器T调节可用电压。采用的滤波结构可以是本领域人员所熟知的多种形式。在本实施中，通过四个普通二极管连接组成桥堆，充当整流元件UR，使得右端无论是在正半周还是负半周都为正极，同样，左端恒为负极。
请参阅图3，并联的电容器C不仅起到滤波的作用，而且使变化幅度较大的电流趋于稳定使峰值和谷值更为接近。第三电阻R4与稳压二极管VD是并联的稳压元件，稳压二极管 VD是稳压二极管。
请参阅图3，双向晶闸管VS1，具有触发导通的功能，充当触发电路。当A、B两端不接电池时，双向晶闸管VS1不导通，当被充蓄电池GB1或被充蓄电池GB2接入电路时(A端接正极，B端接负极)，因蓄电池GB1或蓄电池GB2有剩余电压GB的正极电压经A端到VS1 的T1极再到控制极G，经第一电阻R1、第二电阻R2到B端至蓄电池GB1或蓄电池GB2的负端构成触发回路使双向晶闸管VS1导通，开始充电。
请参阅图3，后面部分为充电电路及提示电路。第一电阻R1，第二电阻R2起分压作用，其比值决定双向晶闸管TL431的1、2、3端电压，调节其阻值，使U3>U1>U2。当1端电压大于一定值时，3-2端导通。蓄电池GB1或蓄电池GB2两端电压大于发光二极管D1的导通电压时，发光二极管D1亮，蓄电池GB1或蓄电池GB2对电流的阻碍作用随充电程度的增大而增大。开始充电时，蓄电池GB1或蓄电池GB2两端电位差较小，发光二极管D1不亮，因此3端电压较高，3-2端导通，形成回路，蓄电池GB1或蓄电池GB2开始充电。随着充电进程的不断加深，蓄电池GB1或蓄电池GB2对电流的阻碍作用越来越明显，当蓄电池GB1或蓄电池GB2两端电压大于一定值时，发光二极管D1亮，此时由于蓄电池GB1或蓄电池GB2 的分压作用，使1端电压明显降低，不符合U3>U1>U2，3-2端断开，充电结束。
若此时蓄电池GB(蓄电池GB2或蓄电池GB1，)没被取走，则为发光二极管D1提供供电电压，发光二极管D1亮，提醒人们取走蓄电池GB，而发光二极管D1功率很小，可以亮很长时间而消耗很少电能。若蓄电池GB长时间没被取走使R3消耗过多电能，使被蓄电池GB电能减少过多，从而使其对电流的阻碍作用下降。这时，U3再次大于U1大于U2，3-2端接通，恢复充电，使得蓄电池GB的电能可以保持在饱和范围内。同时，在蓄电池GB1两端并联一个蓄电池GB2,再给两个支路各加上一个开关就可以实现在蓄电池GB1充满时给蓄电池GB2充电，或在蓄电池GB2充满时给蓄电池GB1充电，有效提高充电效率。所述蓄电池例如可以采用锂离子电池，由于锂离子电池没有记忆效应，风光互补发电产生的不稳定电压以及水流发电装置3产生的不稳定电压对电池无损害，所述蓄电池例如可以是手机、平板、笔记本等电子产品的电池，也可以是专门设置的蓄电池。由于手机等电子产品的电池为锂电池，没有记忆效应，风光互补发电产生的不稳定电压对手机等电子产品的电池无损害。
综上所述，本发明的设计一种多能互补发电的公共域微电网系统，可利用公共卫生间周边的太阳能和风能发电，也可以利用自来水的动能和势能进行发电，来对公共域的卫生间系统供电，降低锂电池的使用量，同时对小功率电器供电，对改善居民生活水平显得尤为重要。本发明的多能互补发电的公共域微电网系统，具有节能环保，安全可靠，装配便捷，功能多样的特点，能够通过智能控制模块，实现居民水龙头使用的无接触化，使公共卫生间的使用更加智能化和环保化，同时降低了以往病毒，细菌通过传统水龙头传染疾病的风险。本发明的多能互补发电的公共域微电网系统，在提高居民节约能源、保护环境的意识时，也提高了居民生活的便利性和安全性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。
在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。
还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。
另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。
如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、“一个”和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。
本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。
本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。
因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。
Claims (10)
1.一种多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，包括：
外界能源收集装置，包括用于收集外界的太阳能的光伏发电装置和用于收集外界的风能的风力发电装置；
水龙头，包括设置于水龙头的出水管路内的水流发电装置，所述水流发电装置用于收集所述水龙头出水时的水能；
蓄电池，分别与所述外界能源收集装置和所述水流发电装置连接；
所述外界能源收集装置和所述水流发电装置产生的能量对所述公共域微电网内部的用电设备进行供电，并将多余的电能存储于所述蓄电池中，当所述蓄电池的电量达到预设值后将多余的电能输送到直流微电网中。
2.根据权利要求1所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述外界能源收集装置包括所述光伏发电装置和所述风力发电装置；所述多能互补发电的公共域微电网系统还包括风光互补发电控制器，所述光伏发电装置和所述风力发电装置通过风光互补发电控制器与所述蓄电池连接。
3.根据权利要求2所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，在所述光伏发电装置与所述风光互补发电控制器之间、以及所述风力发电装置与所述风光互补发电控制器之间均设置有稳压升压模块。
4.根据权利要求1所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述蓄电池包括锂离子电池。
5.根据权利要求1所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述水龙头为红外感应控制水龙头。
6.根据权利要求1所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述微电网系统还包括控制器，所述控制器分别与所述外界能源收集装置、所述水龙头及所述蓄电池连接。
7.根据权利要求1所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述蓄电池用于向所述公共域微电网内部的用电设备供电。
8.根据权利要求1所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述蓄电池的充电电路包括第一开关、变压器、整流元件，电容，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压二极管、双向晶闸管、发光二极管、可控精密稳压源以及至少一蓄电池；所述第一开关连接于所述变压器的原边侧与所述水流发电装置，所述变压器的副边侧的一端与所述整流元件的第一输入端连接，所述变压器的副边侧的另一端与所述整流元件的第二输入端连接，所述整流元件的正输出端分别与所述电容的一端及所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述双向晶闸管的T2极并连接，所述双向晶闸管的T1极与所述第三电阻的一端连接，所述双向晶闸管的控制极与第一电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与蓄电池的正极、所述发光二极管的阳极连接，所述蓄电池的负极、所述发光二极管的阴极分别与所述可控精密稳压源的阴极连接，所述可控精密稳压源的参考极分别与所述第一电阻的另一端及所述第二电阻的第二端连接；所述可控精密稳压源的阳极、所述第二电阻的另一端、所述稳压二极管的阳极以及所述电容的另一端分别与所述整流元件的负输出端连接。
9.根据权利要求8所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述蓄电池的充电电路包括并联设置于所述第三电阻的另一端与所述发光二极管的阴极之间至少两个所述蓄电池，以及连接于每个所述蓄电池支路上的第二开关。
10.根据权利要求8所述的多能互补发电的公共域微电网系统，其特征在于，所述第一开关包括防漏电开关。
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1457148A (en) * | 1973-12-22 | 1976-12-01 | Rollei Werke Franke Heidecke | Circuit arrangement for the rapid charging of an accumulator |
| US20030021430A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-01-30 | Fu-I Yang | Multifunctional power supply unit for a portable game machine |
| US20080106233A1 (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-08 | Yu-Chi Lai | Charger with output voltage compensation |
| CN201160228Y (zh) * | 2008-02-14 | 2008-12-03 | 合肥三川自控工程有限责任公司 | 极低功耗太阳能光伏系统市电补充充电控制器 |
| US20100045237A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Shenzhen Elite Electronic Co., Ltd | Multifunctional portable energy storage device |
| US20100327817A1 (en) * | 2008-02-06 | 2010-12-30 | Makoto Tabuta | Battery charging circuit |
| CN201742112U (zh) * | 2010-05-25 | 2011-02-09 | 安徽浩淼光电科技有限公司 | 基于反馈补偿的风光互补功率跟踪控制器 |
| US20110089899A1 (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-21 | Xin Xu | Lithium-ion auto startup storage battery with a supercapacitor function |
| CN202425139U (zh) * | 2011-12-31 | 2012-09-05 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 太阳能供电的多用途自发光标识电路 |
| CN202550569U (zh) * | 2012-05-24 | 2012-11-21 | 肖连生 | 风光互补储能发电系统 |
| WO2016127841A1 (zh) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 申勇兵 | 充电保护电路 |
| CN205657436U (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-19 | 浙江优太新能源有限公司 | 一种分布式光伏能效管理系统 |
| CN108092391A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-29 | 深圳晶与埔实业有限公司 | 蓄电装置及太阳能照明系统 |
| CN109560596A (zh) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 南京大东机电设备有限公司 | 基于太阳能的移动电源箱 |
-
2021
- 2021-04-28 CN CN202110468588.3A patent/CN113178936B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1457148A (en) * | 1973-12-22 | 1976-12-01 | Rollei Werke Franke Heidecke | Circuit arrangement for the rapid charging of an accumulator |
| US20030021430A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-01-30 | Fu-I Yang | Multifunctional power supply unit for a portable game machine |
| US20080106233A1 (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-08 | Yu-Chi Lai | Charger with output voltage compensation |
| US20100327817A1 (en) * | 2008-02-06 | 2010-12-30 | Makoto Tabuta | Battery charging circuit |
| CN201160228Y (zh) * | 2008-02-14 | 2008-12-03 | 合肥三川自控工程有限责任公司 | 极低功耗太阳能光伏系统市电补充充电控制器 |
| US20100045237A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Shenzhen Elite Electronic Co., Ltd | Multifunctional portable energy storage device |
| US20110089899A1 (en) * | 2009-10-20 | 2011-04-21 | Xin Xu | Lithium-ion auto startup storage battery with a supercapacitor function |
| CN201742112U (zh) * | 2010-05-25 | 2011-02-09 | 安徽浩淼光电科技有限公司 | 基于反馈补偿的风光互补功率跟踪控制器 |
| CN202425139U (zh) * | 2011-12-31 | 2012-09-05 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 太阳能供电的多用途自发光标识电路 |
| CN202550569U (zh) * | 2012-05-24 | 2012-11-21 | 肖连生 | 风光互补储能发电系统 |
| WO2016127841A1 (zh) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 申勇兵 | 充电保护电路 |
| CN205657436U (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-19 | 浙江优太新能源有限公司 | 一种分布式光伏能效管理系统 |
| CN109560596A (zh) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 南京大东机电设备有限公司 | 基于太阳能的移动电源箱 |
| CN108092391A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-29 | 深圳晶与埔实业有限公司 | 蓄电装置及太阳能照明系统 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| BAORUI: "The research of substation battery on-line inspection and repair system", 《2016 CHINA INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICITY DISTRIBUTION》 * |
| ZHANG HAOMING 等: "Full-digital Lithium Battery Protection and Charging System Based on DSP", 《2008 27TH CHINESE CONTROL CONFERENCE》 * |
| 徐芳健 等: "DSD14自动站密封式铅蓄电池的故障原因分析", 《气象研究与应用》 * |
| 朱庆 等: "TL431在镉镍电池充电电路中的一种应用", 《山东电子》 * |
| 翟佑华 等: "带最高充电电压限制或自动停充功能的简易充电器", 《电工技术》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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