CN114050599A - 一种可调峰光伏发电系统及可调峰光伏发电方法 - Google Patents

一种可调峰光伏发电系统及可调峰光伏发电方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于光伏发电设备技术领域，具体涉及一种可调峰光伏发电系统及可调峰光伏发电方法，本可调峰光伏发电系统包括：至少一个光伏发电装置，用于采集太阳能转换为电能；集中逆变装置，用于传输电能；储能装置，其接入集中逆变装置与负载端的传输线路中，即当负载端所需电量小于各光伏发电装置发出电量时，储能装置将冗余电量储存；当储能装置储满电能后，并向各光伏发电装置发出相应控制信号，以使各光伏发电装置降低发电量；当负载端所需电量大于各光伏发电装置发出电量时，储能装置将对负载端进行供电；本发明通过设置储能装置能够在负载端低负载工作状态时对发电量进行调控，将冗余电量储存于储能装置中以备需要时使用，实现了发电调峰功能。

Description

一种可调峰光伏发电系统及可调峰光伏发电方法
技术领域
本发明属于光伏发电设备技术领域，具体涉及一种可调峰光伏发电系统及可调峰光伏发电方法。
背景技术
目前，太阳能光伏发电作为一种清洁能源，备受全球推崇，得到大力的支持和发展。
目前市场上现有的各种光伏支架发电系统，主要是通过将太阳能电池板固定于一定形式的支架上面，太阳能电池板又经逆变器、将电能提供给用电设备，或在经过升压变压器等与电网连接，将太阳能电池板在日光下的发电能量经电网传送出去供用电方使用。
现有太阳能发电系统，太阳能电池板发电产生的电能白天是持续工作输出的，在负载端用电量不大的情况下，太阳能电池板的发电并没有被充分利用，多余的电量形成了浪费。
因此，亟需开发一种新的可调峰光伏发电系统及可调峰光伏发电方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调峰光伏发电系统及可调峰光伏发电方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可调峰光伏发电系统，其包括：至少一个光伏发电装置，用于采集太阳能转换为电能；集中逆变装置，与各所述光伏发电装置相连，用于传输电能；储能装置，其接入集中逆变装置与负载端的传输线路中，即当所述负载端所需电量小于各光伏发电装置发出电量时，所述储能装置将冗余电量储存；当所述储能装置储满电能后，并向各所述光伏发电装置发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置降低发电量；以及当所述负载端所需电量大于各光伏发电装置发出电量时，所述储能装置将对负载端进行供电。
在其中一个实施例中，所述光伏发电装置包括：若干立柱、旋转主轴、若干光伏电池板和回转减速机；所述旋转主轴活动安装在各立柱的顶部，且各所述光伏电池板依次安装固定在旋转主轴上；所述旋转主轴与回转减速机的输出轴固定；所述回转减速机驱动旋转主轴转动，以带动各所述光伏电池板旋转改变角度。
在其中一个实施例中，所述回转减速机由控制箱控制，所述控制箱与储能装置电性相连；当所述储能装置储满电能后，并向所述控制箱发出相应控制信号，即所述控制箱驱动回转减速机改变各光伏电池板与光源的对光角度，以对发电量进行控制。
在其中一个实施例中，所述集中逆变装置包括：集中式逆变器；所述集中式逆变器连接并联后的各光伏电池板，即所述集中式逆变器将各光伏电池板转换的电能传输至负载端或储能装置中。
在其中一个实施例中，所述储能装置包括：能量储存载体和微处理器；所述能量储存载体接入集中式逆变器与负载端的传输线路中；当所述微处理器接收到负载端所需电量小于各光伏发电装置发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体储存集中式逆变器传输的冗余电量；当所述微处理器检测到能量储存载体内储满电能后，并向所述控制箱发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置降低发电量；当所述微处理器接收到负载端所需电量大于各光伏发电装置发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体对负载端进行供电。
在其中一个实施例中，所述微处理器通过电量采集电路检测能量储存载体的电量值。
在其中一个实施例中，所述电量采集电路通过设置一采样电阻，以获取能量储存载体的电量值。
另一方面，本发明提供一种可调峰光伏发电方法，其包括：在负载端所需电量小于发电量时，将冗余电量储存。
在其中一个实施例中，所述在负载端所需电量小于发电量时，将冗余电量储存的方法包括：通过各光伏发电装置进行发电，并由储能装置将冗余电量储存；在储能装置储满电能后，并向各光伏发电装置发出相应控制信号，以使各光伏发电装置降低发电量；在负载端所需电量大于各光伏发电装置发出电量时，通过储能装置协同各光伏发电装置对负载端进行供电。
在其中一个实施例中，适于采用如上述的可调峰光伏发电系统进行可调峰光伏发电。
本发明的有益效果是，本发明通过设置储能装置能够在负载端低负载工作状态时对发电量进行调控，将冗余电量储存于储能装置中以备需要时使用，实现了发电调峰功能，同时在储能装置储满能量时，控制光伏发电装置降低发电量的产生，以此来避免过多电量对设备造成损坏。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
为使本发明的上述目的、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发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
图1是本发明的可调峰光伏发电系统的一种可选的结构框图；
图2是本发明的可调峰光伏发电系统的另一种可选的结构框图；
图3是本发明的光伏发电装置的结构图；
图4是本发明的光伏发电装置的局部结构图；
图5是本发明的图4中A处的局部放大图。
图中：
光伏发电装置1、立柱101、顶座1011、旋转主轴102、轴承圈座1021、塑料轴承1022、轴承挡圈1023、光伏电池板103、回转减速机104、控制箱105、减震器106、集中逆变装置2、储能装置3、负载端4。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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。
实施例1
在本实施例中，如图1至图5所示，本实施例提供了一种可调峰光伏发电系统，其包括：至少一个光伏发电装置1，用于采集太阳能转换为电能；集中逆变装置2，与各所述光伏发电装置1相连，用于传输电能；储能装置3，其接入集中逆变装置2与负载端4的传输线路中，即当所述负载端4所需电量小于各光伏发电装置1发出电量时，所述储能装置3将冗余电量储存；当所述储能装置3储满电能后，并向各所述光伏发电装置1发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置1降低发电量；以及当所述负载端4所需电量大于各光伏发电装置1发出电量时，所述储能装置3将对负载端4进行供电。
在本实施例中，负载端4可以直接连接负载或通过升压器接入电网。
在本实施例中，负载端4所需电量小于各光伏发电装置1发出电量时，储能装置3将冗余电量储存所起到的作用是能够将发电高峰期多余的电量存储在储能装置3中以备需要时使用，从而实现一定的发电调峰功能。
在本实施例中，储能装置3储满电能后，并向各光伏发电装置1发出相应控制信号，以使各光伏发电装置1降低发电量所起到的作用是能够调整降低发电量的产生，以此来避免过多电量对光伏发电装置1造成损坏。
在本实施例中，负载端4所需电量大于各光伏发电装置1发出电量时，储能装置3将对负载端4进行供电所起到的作用是能够协同光伏发电装置1对负载端4供电，从而满足负载端4供电需求。
在本实施例中，本实施例通过设置储能装置3能够在负载端4低负载工作状态时对发电量进行调控，将冗余电量储存于储能装置3中以备需要时使用，实现了发电调峰功能，同时在储能装置3储满能量时，控制光伏发电装置1降低发电量的产生，以此来避免过多电量对设备造成损坏。
在本实施例中，所述光伏发电装置1包括：若干立柱101、旋转主轴102、若干光伏电池板103和回转减速机104；所述旋转主轴102活动安装在各立柱101的顶部，且各所述光伏电池板103依次安装固定在旋转主轴102上；所述旋转主轴102与回转减速机104的输出轴固定；所述回转减速机104驱动旋转主轴102转动，以带动各所述光伏电池板103旋转改变角度。
在本实施例中，所述回转减速机104由控制箱105控制，所述控制箱105与储能装置3电性相连；当所述储能装置3储满电能后，并向所述控制箱105发出相应控制信号，即所述控制箱105驱动回转减速机104改变各光伏电池板103与光源的对光角度，以对发电量进行控制。
在本实施例中，立柱101与旋转主轴102之间还设置有减震器106，以用于减震使得旋转主轴102及其上的各光伏电池板103平顺转动。
在本实施例中，各立柱101的顶部设置顶座1011用于安装旋转主轴102，同时旋转主轴102通过轴承圈座1021安装在顶座1011上，轴承圈座1021内设置有套接旋转主轴102的塑料轴承1022，且塑料轴承1022通过轴承挡圈1023进行限位防止串动，从而实现旋转效果。
在本实施例中，所述集中逆变装置2包括：集中式逆变器；所述集中式逆变器连接并联后的各光伏电池板103，即所述集中式逆变器将各光伏电池板103转换的电能传输至负载端4或储能装置3中。
在本实施例中，所述储能装置3包括：能量储存载体和微处理器；所述能量储存载体接入集中式逆变器与负载端4的传输线路中；当所述微处理器接收到负载端4所需电量小于各光伏发电装置1发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体储存集中式逆变器传输的冗余电量；当所述微处理器检测到能量储存载体内储满电能后，并向所述控制箱105发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置1降低发电量；当所述微处理器接收到负载端4所需电量大于各光伏发电装置1发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体对负载端4进行供电。
在本实施例中，能量储存载体采用锂电池或铅电池，一定时间内存储电能和一定时间内供应电能，而且提供的电能具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。
在本实施例中，作为能量储存载体的一种可选实施方式，能量储存载体可以采用电感器型储能方式，其利用本身就是一个储能原件，其储存的电能与自身的电感和流过它本身的电流的平方成正比：E＝L*I*I/2；由于电感在常温下具有电阻，电阻要消耗能量，所以很多储能技术采用超导体。
在本实施例中，作为能量储存载体的另一种可选实施方式，能量储存载体可以采用电容器型储能，其也是一种储能原件，其储存的电能与自身的电容和端电压的平方成正比:E＝C*U*U/2，电容储能容易保持，不需要超导体。
在本实施例中，所述微处理器通过电量采集电路检测能量储存载体的电量值。
在本实施例中，所述电量采集电路通过设置一采样电阻，以获取能量储存载体的电量值。
在本实施例中，设置电量采集电路的作用在于能够充分利用储能装置3的充电量，在需要充电时候再进行充电，避免电量浪费。
工作原理
在负载端4电能需要较大的情况下，光伏发电装置1发出的电能全部输送给负载端4使用，同时储能装置3也负责提供电能；在负载端4电能需求小于光伏发电装置1发出的电能时，光伏发电装置1发出的电能除了输送给负载端4外，还同时将电能输送给储能装置3存储，当储能装置3储满能量时，光伏发电装置1可以通过控制光伏电池板103角度来调整降低发电量的产生，以此来避免过多电量对设备造成损坏。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供一种可调峰光伏发电方法，其包括：在负载端4所需电量小于发电量时，将冗余电量储存。
在本实施例中，所述在负载端4所需电量小于发电量时，将冗余电量储存的方法包括：通过各光伏发电装置1进行发电，并由储能装置3将冗余电量储存；在储能装置3储满电能后，并向各光伏发电装置1发出相应控制信号，以使各光伏发电装置1降低发电量；在负载端4所需电量大于各光伏发电装置1发出电量时，通过储能装置3协同各光伏发电装置1对负载端4进行供电。
在本实施例中，适于采用如实施例1所提供的可调峰光伏发电系统进行可调峰光伏发电。
在本实施例中，可调峰光伏发电系统包括：至少一个光伏发电装置1，用于采集太阳能转换为电能；集中逆变装置2，与各所述光伏发电装置1相连，用于传输电能；储能装置3，其接入集中逆变装置2与负载端4的传输线路中，即当所述负载端4所需电量小于各光伏发电装置1发出电量时，所述储能装置3将冗余电量储存；当所述储能装置3储满电能后，并向各所述光伏发电装置1发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置1降低发电量；以及当所述负载端4所需电量大于各光伏发电装置1发出电量时，所述储能装置3将对负载端4进行供电。
在本实施例中，所述光伏发电装置1包括：若干立柱101、旋转主轴102、若干光伏电池板103和回转减速机104；所述旋转主轴102活动安装在各立柱101的顶部，且各所述光伏电池板103依次安装固定在旋转主轴102上；所述旋转主轴102与回转减速机104的输出轴固定；所述回转减速机104驱动旋转主轴102转动，以带动各所述光伏电池板103旋转改变角度。
在本实施例中，所述回转减速机104由控制箱105控制，所述控制箱105与储能装置3电性相连；当所述储能装置3储满电能后，并向所述控制箱105发出相应控制信号，即所述控制箱105驱动回转减速机104改变各光伏电池板103与光源的对光角度，以对发电量进行控制。
在本实施例中，所述集中逆变装置2包括：集中式逆变器；所述集中式逆变器连接并联后的各光伏电池板103，即所述集中式逆变器将各光伏电池板103转换的电能传输至负载端4或储能装置3中。
在本实施例中，所述储能装置3包括：能量储存载体和微处理器；所述能量储存载体接入集中式逆变器与负载端4的传输线路中；当所述微处理器接收到负载端4所需电量小于各光伏发电装置1发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体储存集中式逆变器传输的冗余电量；当所述微处理器检测到能量储存载体内储满电能后，并向所述控制箱105发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置1降低发电量；当所述微处理器接收到负载端4所需电量大于各光伏发电装置1发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体对负载端4进行供电。
在本实施例中，所述微处理器通过电量采集电路检测能量储存载体的电量值。
在本实施例中，所述电量采集电路通过设置一采样电阻，以获取能量储存载体的电量值。
综上所述，本发明通过设置储能装置能够在负载端低负载工作状态时对发电量进行调控，将冗余电量储存于储能装置中以备需要时使用，实现了发电调峰功能，同时在储能装置储满能量时，控制光伏发电装置降低发电量的产生，以此来避免过多电量对设备造成损坏。
本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种可调峰光伏发电系统，其特征在于，包括：
至少一个光伏发电装置，用于采集太阳能转换为电能；
集中逆变装置，与各所述光伏发电装置相连，用于传输电能；
储能装置，其接入集中逆变装置与负载端的传输线路中，即
当所述负载端所需电量小于各光伏发电装置发出电量时，所述储能装置将冗余电量储存；
当所述储能装置储满电能后，并向各所述光伏发电装置发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置降低发电量；以及
当所述负载端所需电量大于各光伏发电装置发出电量时，所述储能装置将对负载端进行供电。
2.如权利要求1所述的可调峰光伏发电系统，其特征在于，
所述光伏发电装置包括：若干立柱、旋转主轴、若干光伏电池板和回转减速机；
所述旋转主轴活动安装在各立柱的顶部，且各所述光伏电池板依次安装固定在旋转主轴上；
所述旋转主轴与回转减速机的输出轴固定；
所述回转减速机驱动旋转主轴转动，以带动各所述光伏电池板旋转改变角度。
3.如权利要求2所述的可调峰光伏发电系统，其特征在于，
所述回转减速机由控制箱控制，所述控制箱与储能装置电性相连；
当所述储能装置储满电能后，并向所述控制箱发出相应控制信号，即
所述控制箱驱动回转减速机改变各光伏电池板与光源的对光角度，以对发电量进行控制。
4.如权利要求3所述的可调峰光伏发电系统，其特征在于，
所述集中逆变装置包括：集中式逆变器；
所述集中式逆变器连接并联后的各光伏电池板，即
所述集中式逆变器将各光伏电池板转换的电能传输至负载端或储能装置中。
5.如权利要求4所述的可调峰光伏发电系统，其特征在于，
所述储能装置包括：能量储存载体和微处理器；
所述能量储存载体接入集中式逆变器与负载端的传输线路中；
当所述微处理器接收到负载端所需电量小于各光伏发电装置发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体储存集中式逆变器传输的冗余电量；
当所述微处理器检测到能量储存载体内储满电能后，并向所述控制箱发出相应控制信号，以使各所述光伏发电装置降低发电量；
当所述微处理器接收到负载端所需电量大于各光伏发电装置发出电量控制信号时，以驱动所述能量储存载体对负载端进行供电。
6.如权利要求5所述的可调峰光伏发电系统，其特征在于，
所述微处理器通过电量采集电路检测能量储存载体的电量值。
7.如权利要求6所述的可调峰光伏发电系统，其特征在于，
所述电量采集电路通过设置一采样电阻，以获取能量储存载体的电量值。
8.一种可调峰光伏发电方法，其特征在于，包括：
在负载端所需电量小于发电量时，将冗余电量储存。
9.如权利要求8所述的可调峰光伏发电方法，其特征在于，
所述在负载端所需电量小于发电量时，将冗余电量储存的方法包括：
通过各光伏发电装置进行发电，并由储能装置将冗余电量储存；
在储能装置储满电能后，并向各光伏发电装置发出相应控制信号，以使各光伏发电装置降低发电量；
在负载端所需电量大于各光伏发电装置发出电量时，通过储能装置协同各光伏发电装置对负载端进行供电。
10.如权利要求9所述的可调峰光伏发电方法，其特征在于，
适于采用如权利要求1-7任一项所述的可调峰光伏发电系统进行可调峰光伏发电。
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