CN113541290A - 一种节能型光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能型光伏发电系统，所述节能型光伏发电系统包含以下系统：光伏供电系统、充电系统、主控系统、故障监测警报系统、显示系统和远程控制系统。该节能型光伏发电系统，通过单体充电模块将低压直流电供给电池组中的单体电池，通过对电流的分流，使电池组每块电池间的充电情况相互独立，采用单电池充电的方式解决电池组单体电池的容量不均衡问题，提高光伏发电系统的发电效率，同时提高电池使用寿命，同时设置显示系统和远程控制系统，配合压力传感器和温度传感器将数据发送至主控ECU，能有效记录光伏发电系统运行情况，给系统维护提供数据支持，配合远程模块可实现整套系统的远程监控及远程控制以及远程预警。

Description

一种节能型光伏发电系统
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种节能型光伏发电系统。
背景技术
传统的离网光伏发电项目主要是用各种类型的电池组(锂电、铅酸、镍钴等)将光伏板发出的电能进行存储以供给用户的正常用电，在整套系统的运行过程中，电池组的使用寿命占整套系统的大部分投入。光伏板的使用寿命为25年，光伏充电控制器、逆变器等的使用寿命正常都在10年以上。只有电池组的寿命要小的多，按光伏发电系统的特性(频繁充放电)，铅酸电池的正常寿命在3年左右，锂电池的正常寿命在5年左右，而且电池的价格都比较高，这主要是因为在频繁充放电过程中，由于电池组单体电池的内部性能差异的变化造成整组电池中单体电池之间的容量不均衡，这就是短板效应，容量小的电池充满电后，容量大的电池还没有充满，长此以往造成整组电池性能提前大量下降进而造成整组电池的报废，因而投入增加，降低投入产出比，投资回收慢，收益低；
传统的光伏充电控制是检测电池组整体电压来控制充电器的工作，容量小的电池在充电过程中由于电压上过快，造成整组电池电压上升，充电器无法给容量大的电池继续充电，造成电池长期亏电；容量小的电池由于长期处于过充电状态，不方便实现电池的均衡充电，造成电池内部损坏，严重情况下会造成电池爆炸等事故，同时传统的光伏发电，不方便对充电系统进行实时监控和报警，导致缺乏应急反应措施，不利于发电系统的及时维护。
针对上述问题，急需在原有光伏发电系统的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能型光伏发电系统，以解决上述背景技术提出传统的光伏充电控制是检测电池组整体电压来控制充电器的工作，容量小的电池在充电过程中由于电压上过快，造成整组电池电压上升，充电器无法给容量大的电池继续充电，造成电池长期亏电；容量小的电池由于长期处于过充电状态，不方便实现电池的均衡充电，造成电池内部损坏，严重情况下会造成电池爆炸等事故，同时传统的光伏发电，不方便对充电系统进行实时监控和报警，导致缺乏应急反应措施，不利于发电系统的及时维护的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节能型光伏发电系统，所述节能型光伏发电系统包含以下系统：
一、光伏供电系统，所述光伏供电系统的供电过程分别需要以下设备：
a：光伏电板，将光伏电板通过一定角度安装在对应位置，使其可以受到太阳光的直射；
b：主变换器，通过线路将主变换器与光伏电板相连接，再将由光伏电板发出的高压直流电，经主变换器转变为高频中压交流电，并将高频中压交流电送入供电母线。
二、充电系统，所述充电系统的充电过程分别需要以下设备：
a：充电模块，将充电模块与供电母线进行电线连接，通过充电模块将供电母线中的高频中压交流电转换为低压直流电；
b：电池组，将电池组与充电模块电性连接，并通过充电模块转换为符合电池组中电池的充电用低压直流电给电池组充电。
三、主控系统，所述主控系统的控制过程分别需要以下设备：
a：总输出控制模块，通过总输出控制模块对电池组的放电输出进行控制；
b：主控ECU，主变换器、充电模块、总输出控制模块等通过CAN通讯主线将所有数据传输给主控ECU，并由主控ECU进行数据处理及存储。
四：故障监测警报系统，所述故障监测警报系统的故障监测警报过程分别需要以下设备：
a：电压传感器，通过在电池组上安装电压传感器，实时监测电池组的电压，并将数据实时传输至主控ECU，由主控ECU进行数据的处理和分析；
b：温度传感器，通过在电池组上安装温度传感器，用以实时监测电池组的使用温度，并将数据实时传输至主控ECU，由主控ECU进行数据的处理和分析；
c：警报器，警报器通过主控ECU控制，用于监测电池组的电压稳定情况，由电压传感器监测的电压通过主控ECU进行分析，并由警报器发出警报，方便得知电池组内电池的压力情况。
优选的，所述充电模块包含单体充电模块，并通过单个对应的低压直流线路与电池组相连接，通过多个单体充电模块对供电母线中的高频中压交流电进行分流和转换，提高转换效率，避免电压不稳。
优选的，所述电池组内包含单体电池，且单体电池与的分布个数相同，通过电池组内每块电池的独立充电，解决电池组单体电池的容量不均衡问题。
优选的，所述该节能型光伏发电系统中包括显示模块，通过显示模块显示系统整体及每个分模块的实时工作情况，能有效记录光伏发电系统运行情况，给系统维护提供数据支持。
优选的，所述该节能型光伏发电系统中包括远程模块，通过远程模块进行远程控制等信息的交互处理，实现整套系统的远程监控及远程控制和远程预警。
优选的，所述该节能型光伏发电系统中包括逆变单元和用电负载，通过逆变单元和用电负载协助电池组的电量储存和逆变分离式运行，采用充电、逆变分离式运行，有效提高整套系统的运行工况，可实现高功率、低投入、增寿命、降维修等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该节能型光伏发电系统，通过单体充电模块将供电母线中的高频中压交流电转换为低压直流电，并通过低压直流线路将低压直流电供给电池组中的单体电池，通过对电流的分流，使电池组每块电池间的充电情况相互独立，采用单电池充电的方式解决电池组单体电池的容量不均衡问题，一方面提高光伏发电系统的发电效率，另一方面，避免了电池充电过载，提高电池使用寿命，同时避免出现故障时，需要整体拆卸维修的麻烦；
2.通过设置的显示模块和远程模块，配合电压传感器和温度传感器对单体电池的电压和温度进行感应，并由主控ECU进行数据的实时处理和分析，能有效记录光伏发电系统运行情况，给系统维护提供数据支持，配合远程模块可实现整套系统的远程监控及远程控制以及远程预警，使得此系统可兼容各种电压区间电池组的光伏发电系统，适用于所有类型的电池。
附图说明
图1为本发明系统流程示意图；
图2为本发明系统监控流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种节能型光伏发电系统，节能型光伏发电系统包含以下系统：
一、光伏供电系统，光伏供电系统的供电过程分别需要以下设备：
a：光伏电板，将光伏电板通过一定角度安装在对应位置，使其可以受到太阳光的直射；
b：主变换器，通过线路将主变换器与光伏电板相连接，再将由光伏电板发出的高压直流电，经主变换器转变为高频中压交流电，并将高频中压交流电送入供电母线。
二、充电系统，充电系统的充电过程分别需要以下设备：
a：充电模块，将充电模块与供电母线进行电线连接，通过充电模块将供电母线中的高频中压交流电转换为低压直流电；
b：电池组，将电池组与充电模块电性连接，并通过充电模块转换为符合电池组中电池的充电用低压直流电给电池组充电。
三、主控系统，主控系统的控制过程分别需要以下设备：
a：总输出控制模块，通过总输出控制模块对电池组的放电输出进行控制；
b：主控ECU，主变换器、充电模块、总输出控制模块等通过CAN通讯主线将所有数据传输给主控ECU，并由主控ECU进行数据处理及存储。
四：故障监测警报系统，故障监测警报系统的故障监测警报过程分别需要以下设备：
a：电压传感器，通过在电池组上安装电压传感器，实时监测电池组的电压，并将数据实时传输至主控ECU，由主控ECU进行数据的处理和分析；
b：温度传感器，通过在电池组上安装温度传感器，用以实时监测电池组的使用温度，并将数据实时传输至主控ECU，由主控ECU进行数据的处理和分析；
c：警报器，警报器通过主控ECU控制，用于监测电池组的电压稳定情况，由电压传感器监测的电压通过主控ECU进行分析，并由警报器发出警报，方便得知电池组内电池的压力情况。
充电模块包含单体充电模块，并通过单个对应的低压直流线路与电池组相连接，通过多个单体充电模块对供电母线中的高频中压交流电进行分流和转换，提高转换效率，避免电压不稳；
电池组内包含单体电池，且单体电池与的分布个数相同，通过电池组内每块电池的独立充电，解决电池组单体电池的容量不均衡问题；
该节能型光伏发电系统中包括显示模块，通过显示模块显示系统整体及每个分模块的实时工作情况，能有效记录光伏发电系统运行情况，给系统维护提供数据支持；
该节能型光伏发电系统中包括远程模块，通过远程模块进行远程控制等信息的交互处理，实现整套系统的远程监控及远程控制和远程预警；
该节能型光伏发电系统中包括逆变单元和用电负载，通过逆变单元和用电负载协助电池组的电量储存和逆变分离式运行，采用充电、逆变分离式运行，有效提高整套系统的运行工况，可实现高功率、低投入、增寿命、降维修等。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种节能型光伏发电系统，其特征在于：所述节能型光伏发电系统包含以下系统：
一、光伏供电系统，所述光伏供电系统的供电过程分别需要以下设备：
a：光伏电板，将光伏电板通过一定角度安装在对应位置，使其可以受到太阳光的直射；
b：主变换器，通过线路将主变换器与光伏电板相连接，再将由光伏电板发出的高压直流电，经主变换器转变为高频中压交流电，并将高频中压交流电送入供电母线。
二、充电系统，所述充电系统的充电过程分别需要以下设备：
a：充电模块，将充电模块与供电母线进行电线连接，通过充电模块将供电母线中的高频中压交流电转换为低压直流电；
b：电池组，将电池组与充电模块电性连接，并通过充电模块转换为符合电池组中电池的充电用低压直流电给电池组充电。
三、主控系统，所述主控系统的控制过程分别需要以下设备：
a：总输出控制模块，通过总输出控制模块对电池组的放电输出进行控制；
b：主控ECU，主变换器、充电模块、总输出控制模块等通过CAN通讯主线将所有数据传输给主控ECU，并由主控ECU进行数据处理及存储。
四：故障监测警报系统，所述故障监测警报系统的故障监测警报过程分别需要以下设备：
a：电压传感器，通过在电池组上安装电压传感器，实时监测电池组的电压，并将数据实时传输至主控ECU，由主控ECU进行数据的处理和分析；
b：温度传感器，通过在电池组上安装温度传感器，用以实时监测电池组的使用温度，并将数据实时传输至主控ECU，由主控ECU进行数据的处理和分析；
c：警报器，警报器通过主控ECU控制，用于监测电池组的电压稳定情况，由电压传感器监测的电压通过主控ECU进行分析，并由警报器发出警报，方便得知电池组内电池的压力情况。
2.根据权利要求1所述的一种节能型光伏发电系统，其特征在于：所述充电模块包含单体充电模块，并通过单个对应的低压直流线路与电池组相连接，通过多个单体充电模块对供电母线中的高频中压交流电进行分流和转换，提高转换效率，避免电压不稳。
3.根据权利要求1所述的一种节能型光伏发电系统，其特征在于：所述电池组内包含单体电池，且单体电池与的分布个数相同，通过电池组内每块电池的独立充电，解决电池组单体电池的容量不均衡问题。
4.根据权利要求1所述的一种节能型光伏发电系统，其特征在于：所述该节能型光伏发电系统中包括显示模块，通过显示模块显示系统整体及每个分模块的实时工作情况，能有效记录光伏发电系统运行情况，给系统维护提供数据支持。
5.根据权利要求1所述的一种节能型光伏发电系统，其特征在于：所述该节能型光伏发电系统中包括远程模块，通过远程模块进行远程控制等信息的交互处理，实现整套系统的远程监控及远程控制和远程预警。
6.根据权利要求1所述的一种节能型光伏发电系统，其特征在于：所述该节能型光伏发电系统中包括逆变单元和用电负载，通过逆变单元和用电负载协助电池组的电量储存和逆变分离式运行，采用充电、逆变分离式运行，有效提高整套系统的运行工况，可实现高功率、低投入、增寿命、降维修等。
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