CN117277532A - 基于光伏发电的智能供电系统及供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于光伏发电的智能供电系统及供电方法。该智能供电系统包括：光伏发电装置、固定储存装置、移动存储装置、电池管理系统和能源管理系统；本发明通过光伏组件将太阳能转变为电能，输送到固定储存装置和移动存储装置将电能储存起来，或者通过逆变器将光伏组件转化的电能由直流电变成交流电直接给负载供电；通过电池管理系统采集固定储存装置和移动存储装置的电池状态信息，通过能源管理系统采集光伏组件的发电功率和负载的用电负荷功率，并根据发电功率、用电负荷功率和电池状态信息确定智能供电系统的运行方式，协调控制光伏组件、固定和移动存储装置的运行，保证最大化利用太阳能转化的电能，同时避免转化的电能向电网馈电。

Description

基于光伏发电的智能供电系统及供电方法
技术领域
本发明属于智能供电技术领域，更具体地，涉及一种基于光伏发电的智能供电系统及供电方法。
背景技术
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长，安装维护简便。
目前，光伏发电已被大范围应用，但是光伏发电接入配电网后，会直接影响配电网系统的供电质量，经常出现电压闪烁、电压短路等诸多电能质量问题和隐患；储能电池组用作应急电源时，因其不可移动性导致供电范围有限，无法进行远距离应急支援，而通过应急电源车或移动发电机会导致污染环境，且使用成本很高；
光伏组件一般安装于屋顶，若屋顶出现漏水等现象需要维修屋顶时会造成极大的不便，且光伏组件表面被污物遮盖，会产生热斑效应，影响光伏发电的效率，严重时会破坏光伏组件，故需要定期对光伏组件的表面进行清洁，然而光伏组件一般安装于屋顶，导致清洁极为不变，且易发生危险。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于光伏发电的智能供电系统及供电方法，实现最大化利用清洁能源，降低成本，并且能够自动清洁光伏组件表面，提高光伏发电效率，同时给屋顶额外提供了一层防水保护。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于光伏发电的智能供电系统及方；
根据本发明的第一方面，提出了一种基于光伏发电的智能供电系统，包括：
光伏发电装置，包括：光伏组件和逆变器，所述光伏组件固定于建筑屋面，用于太阳能直接转变为电能；所述逆变器用于将所述光伏组件转变的电能转变成交流电，为负载供电；
固定储存装置，用于存储所述光伏组件转变的电能，并将所述电能转变为交流电，为负载供电；
移动储存装置，用于存储所述光伏组件转变的电能，并将所述电能转变为交流电，为负载供电，以及作为应急电源进行应急支援；
电池管理系统，用于采集所述固定储存装置和所述移动储存装置的电池状态信息，并将所述电池状态信息发送到能源管理系统；
能源管理系统，用于采集所述光伏组件的发电功率和负载的用电负荷功率，并根据所述发电功率、所述用电负荷功率和所述电池状态信息确定所述智能供电系统的运行方式。
可选地，所述运行方式包括：
第一运行方式，所述光伏发电装置、所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述光伏组件和所述移动储存装置为电流源；
第二运行方式，所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述移动储存装置为电流源；
第三运行方式，市电向所述负载供电，所述固定储存装置和所述移动储存装置通过所述光伏发电装置进行充电或者停止运行。
可选地，所述光伏发电装置还包括：
一体化支架，所述一体化支架固定于所述建筑屋面，所述光伏组件固定在所述一体化支架上，所述一体化支架用于将所述光伏组件固定于所述建筑屋面。
可选地，所述固定储存装置包括：
第一电池组，用于储存所述光伏组件转变的电能，并将所述电能提供给所述负载；
第一储能变流器，与所述电池组电连接，与所述电池管理系统通讯连接，所述第一储能变流器用于接收所述电池管理系统的指令，进而控制所述电池组的充放电以及交直流的变换；
第一电池架，用于放置所述电池组；
室外电池间，用于放置所述第一电池组、所述第一储能变流器和所述第一电池架；
第一空调，设置于所述室外电池间，用于接收所述电池管理系统的指令，进而调节所述室外电池间内部的温度。
可选地，所述移动储存装置包括：
第二储能电池组，用于储存所述光伏组件转变的电能，并将所述电能提供给所述负载；
第二储能变流器，与所述电池组电连接，与所述电池管理系统通讯连接，所述第二储能变流器用于接收所述电池管理系统的指令，进而控制所述电池组的充放电以及交直流的变换；
第二电池架，用于存放所述第二储能电池组；
储能电池车，用于放置所述第二储能变流器、所述第二储能电池组和所述第二电池架，同时使所述移动储存装置具备移动功能；
第二空调，设置于所述储能电池车，用于接收所述电池管理系统的指令，进而调节所述储能电池车内部的温度。
可选地，所述一体化支架包括：
连接件，用于将所述光伏组件固定在导水槽上；
所述导水槽，固定于底座上，用于固定支撑所述光伏组件，并导流通过所述光伏组件缝隙流向所述建筑屋面的雨水/雪水；
底座，固定于所述建筑屋面，用于支撑固定所述导水槽；
防水侧板，所述防水侧板设置于所述建筑屋面的四周，所述防水侧板的下端固定于所述建筑的墙壁外侧，所述防水侧板的上端固定于所述导水槽的底部，用于防止雨水/雪水从所述一体化支架侧面流进所述建筑屋面。
可选地，还包括：
清扫机器人，所述清扫机器人设置于所述光伏组件上方，用于清洁所述光伏组件的表面。
可选地，还包括：
并网柜，用于控制所述光伏组件、所述固定储存装置、所述移动储存装置和市电向所述负载供/停电。
可选地，所述并网柜包括：
第一断路器，所述第一断路器的输入端与所述逆变器电连接，所述第一断路器的输出端与STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制所述光伏发电装置向所述负载供/停电；
第二断路器，所述第二断路器的输入端与所述固定储存装置电连接，所述第二断路器的输出端与所述STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制所述固定储存装置向所述负载供/停电；
第三断路器，所述第三断路器的输入端与所述移动储存装置电连接，所述第三断路器的输出端与所述STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制所述移动储存装置向所述负载供/停电；
所述STS静态转换开关，所述STS静态转换开关的第二输入端与所述市电电连接，所述STS静态转换开关的输出端与负载电连接，用于转换供电电源为所述负载供电。
根据本发明的第二方面，提出了一种基于光伏发电的智能供电方法，应用于第一方面任一项所述的基于光伏发电的智能供电系统，包括：
采集光伏发电装置的发电功率、负载的用电负荷功率以及固定储存装置和移动储存装置的电池状态信息；
若所述光伏发电装置能够正常发电，且所述光伏发电装置的发电功率、所述固定储存装置的放电功率和所述移动储存装置的放电功率能够满足所述负载的用电负荷功率时，所述光伏发电装置、所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述光伏发电装置和所述移动储存装置为电流源；
当白天所述固定储存装置的SOC为25％时，由市电向所述负载供电，控制所述光伏发电装置依次给所述固定储存装置和所述移动储存装置进行充电，当所述固定储存装置的SOC升至90％时，控制所述光伏发电装置停止充电，并断开市电，转由所述光伏发电装置、所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电；
若所述光伏发电装置不能正常发电，且所述固定储存装置的放电功率和所述移动储存装置的放电功率能够满足所述负载的用电负荷功率，当所述固定储存装置的SOC高于40％时，所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述移动储存装置为电流源；当所述固定储存装置的SOC降至40％时，所述移动储存装置停止运行，由所述固定储存装置单独给所述负载供电；当所述固定储存装置的SOC降至25％时，所述固定储存装置停止运行，转由市电向所述负载供电。
本发明的有益效果在于：在不向主电网馈电的前提下，通过光伏发电装置、固定储存装置和移动储存装置最大限度利用太阳能转化的电能；通过电池管理系统实现实时对电池组进行远程监控，对于可能出现的过充、过放、过温(含温差保护)、过流(短路)、绝缘、通讯及供电中断故障能够及时保护，确保在任何条件下电池不会出现过充电和过放电的现象，以及出现电池鼓包、漏液、冒烟、起火等安全事故；通过能源管理系统控制光伏发电与储能装置的运行，避免向电网馈电，同时提高了光伏发电的电能利用率，降低了运行能耗和成本。
本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一种基于光伏发电的智能供电系统的示意图。
图2示出了根据本发明的实施例1的一种基于光伏发电的智能供电系统的移动储能装置的示意图。
图3示出了根据本发明的实施例1的一种基于光伏发电的智能供电系统的一体化支架的示意图。
图4示出了本发明的实施例1的一种基于光伏发电的智能供电系统的并网柜的电路示意图。
附图说明：1、光伏组件，2、导水槽，3、底座，4、防护侧板，5、STS静态转换开关，6、第一断路器，7、第二断路器，8、第三断路器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，根据本发明的一种基于光伏发电的智能供电系统，包括：
光伏发电装置，包括：光伏组件和逆变器，光伏组件固定于建筑屋面，用于太阳能直接转变为电能；逆变器用于将光伏组件转变的电能转变成交流电，为负载供电；
固定储存装置，用于存储光伏组件转变的电能，并将电能转变为交流电，为负载供电；
移动储存装置，用于存储光伏组件转变的电能，并将电能转变为交流电，为负载供电，以及作为应急电源进行应急支援；
电池管理系统，用于采集固定储存装置和移动储存装置的电池状态信息，并将电池状态信息发送到能源管理系统；
能源管理系统，用于采集光伏组件的发电功率和负载的用电负荷功率，并根据发电功率、用电负荷功率和电池状态信息确定智能供电系统的运行方式。
具体地，本发明的智能供电系统包括：光伏发电装置、固定储存装置、移动存储装置、电池管理系统和能源管理系统；通过光伏组件将太阳能转变为电能，输送到固定储存装置和移动存储装置将电能储存起来，或者通过逆变器将光伏组件转化的电能由直流电变成交流电直接给负载供电；通过电池管理系统采集固定储存装置和移动存储装置的电池状态信息，并将电池状态信息发送到能源管理系统，同时对固定储存装置和移动存储装置的电池组的运行状态进行监控，确保在任何条件下电池不会出现过充电和过放电现象，以及出现电池鼓包、漏液、冒烟或起火等安全事故；通过能源管理系统采集光伏发电装置的发电功率和负载的用电负荷功率，并根据发电功率、用电负荷功率和电池状态信息确定智能供电系统的运行方式，协调控制光伏发电装置、固定储存装置和移动存储装置的运行，保证最大化利用太阳能转化的电能，同时避免转化的电能向电网馈电。
例如，光伏发电装置将转化的电能输送到固定储存装置和移动存储装置，当电池管理系统监控到固定储存装置和移动存储装置的电池组充满电后，控制固定储存装置和移动存储装置停止充电，此时能源管理系统控制市电断开，停止市电给负载供电，转由光伏发电装置、固定储存装置和移动存储装置储存的电能给负载供电；当电池管理系统监控到固定储存装置和移动存储装置储存的电能下降到一定程度时，控制电池组停止放电，同时能源管理系统控制光伏发电装置给固定储存装置和移动存储装置充电，停止向负载供电，转由市电给负载供电；其中，当光伏发电装置的发电功率能够满足负载的运行功率时，光伏发电装置给固定储存装置和移动存储装置充满电后，单独由光伏发电装置给负载供电。
在一个示例中，智能供电系统的运行方式包括：
第一运行方式，光伏发电装置、固定储存装置和移动储存装置共同向负载供电，固定储存装置为电压源，光伏组件和移动储存装置为电流源；
第二运行方式，固定储存装置和移动储存装置共同向负载供电，固定储存装置为电压源，移动储存装置为电流源；
第三运行方式，市电向负载供电，固定储存装置和移动储存装置通过光伏发电装置进行充电或者停止运行。
具体地，在本发明中，在光伏发电装置的发电功率、固定储存装置和移动储存装置的放电功率合在一起能够满足负载的运行功率的情况下，智能供电系统的运行方式主要包括三种，第一种运行方式是光伏发电装置、固定储存装置和移动储存装置共同向负载供电，固定储存装置为电压源，光伏组件和移动储存装置为电流源，此运行方式是光伏组件可将太阳能有效的转化为电能的情况下，且固定储存装置和移动储存装置储存的电能时满的或者达到设定充电量时采用的运行方式；第二种运行方式是固定储存装置和移动储存装置共同向负载供电，固定储存装置为电压源，移动储存装置为电流源，此运行方式是在光伏组件不能将太阳能有效的转化为电能的情况下，且固定储存装置和移动储存装置储存的电能能够满足负载的运行功率时采用的运行方式；第三运行方式，市电向负载供电，固定储存装置和移动储存装置通过光伏组件进行充电或者停止运行，在白天光伏组件可将太阳能有效的转化为电能的情况下，在市电向负载供电时，光伏组件将转化的电能输送给固定储存装置和移动储存装置充电，直到充满后或达到设定充电量后，转为第一种运行方式，当在夜晚或者白天阴天等光伏组件不能将太阳能有效的转化为电能的情况下，光伏组件停止运行，同时固定储存装置和移动储存装置也停止运行，一直由市电供电。
例如，在白天光伏组件能够正常工作的情况下，光伏组件首先给固定储存装置和移动储存装置充电，此时由市电向负载供电，当固定储存装置和移动储存装置充满电后，市电断开，由光伏组件、固定储存装置和移动储存装置同时向负载供电。
在一个示例中，光伏发电装置还包括：
一体化支架，一体化支架固定于建筑屋面，光伏组件固定在一体化支架上，一体化支架用于将光伏组件固定于建筑屋面。
具体地，光伏组件固定在一体化支架上，与一体化支架合为一体，一体化支架固定于建筑屋面，光伏组件进而通过一体化支架固定于建筑屋面。
在一个示例中，固定储存装置包括：
第一电池组，用于储存光伏组件转变的电能，并将电能提供给负载；
第一储能变流器，与电池组电连接，与电池管理系统通讯连接，第一储能变流器用于接收电池管理系统的指令，进而控制电池组的充放电以及交直流的变换；
第一电池架，用于放置电池组；
室外电池间，用于放置第一电池组、第一储能变流器和第一电池架；
第一空调，设置于室外电池间，用于接收电池管理系统的指令，进而调节室外电池间内部的温度。
具体地，本发明的固定储存装置包括：第一电池组、第一储能变流器、第一电池架、室外电池间和第一空调；第一电池组放置于第一电池架中，第一储能变流器、第一电池架和第一空调固定于室外电池间中，可根据实际情况或负载功率设置多组第一电池组和多个第一电池架；通过第一空调对室外电池间内部的温度和湿度进行精密管控，实现无人值守，自动进行冷/热管理，保证电池组的安全运行，能够延长电池组的工作寿命；第一储能变流器与第一电池组电连接，通过第一储能变流器将光伏组件转化的直流电输入到第一电池组中进行充电，通过第一储能变流器将第一电池组放电输出的直流电转变为交流电输出到负载，PCS(储能变流器)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电；PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成；PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节；PCS控制器通过CAN接口与BMS(电池管理系统)通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
在一个示例中，移动储存装置包括：
第二储能电池组，用于储存光伏组件转变的电能，并将电能提供给负载；
第二储能变流器，与电池组电连接，与电池管理系统通讯连接，第二储能变流器用于接收电池管理系统的指令，进而控制电池组的充放电以及交直流的变换；
第二电池架，用于存放第二储能电池组；
储能电池车，用于放置第二储能变流器、第二储能电池组和第二电池架，同时使移动储存装置具备移动功能；
第二空调，设置于储能电池车，用于接收电池管理系统的指令，进而调节储能电池车内部的温度。
具体地，移动储存装置包括：第二储能电池组、第二储能变流器、第二电池架、储能电池车和第二空调；第二电池组放置于第二电池架中，第二储能变流器、第二电池架和第二空调固定于储能电池车内，可根据实际情况或负载功率设置多组第一电池组和多个第一电池架；第二储能变流器与第二电池组电连接，通过第二储能变流器将光伏组件转化的直流电输入到第二电池组中进行充电，通过第二储能变流器将第二电池组放电输出的直流电转变为交流电输出到负载；储能电池车底部安装有轮胎，具备移动能力，一般情况下，储能电池车停放于固定位置进行正常作业，当需要移动进行应急支援时，可通过汽车拖动储能电池车前往支援地点进行电力应急支援。
在一个示例中，一体化支架包括：
连接件，用于将光伏组件固定在导水槽上；
导水槽，固定于底座上，用于固定支撑光伏组件，并导流通过光伏组件缝隙流向建筑屋面的雨水/雪水；
底座，固定于建筑屋面，用于支撑固定导水槽；
防水侧板，防水侧板设置于建筑屋面的四周，防水侧板的下端固定于建筑的墙壁外侧，防水侧板的上端固定于导水槽的底部，用于防止雨水/雪水从一体化支架侧面流进建筑屋面。
具体地，一体化支架包括：连接件、导水槽、底座和防水侧板；两个光伏组件之间通过连接件连接在一起并固定在导水槽上，因光伏组件之间通过连接件连接后会存在缝隙，将连接件固定在导水槽上，使导水槽处于缝隙下方，将通过缝隙流下的雨水或者雪水导出建筑屋面；底座固定于建筑屋面，导水槽固定于底座上，光伏组件通过一体化支架固定于建筑屋面；由于一体化支架是框架结构，即使光伏组件通过该一体化支架平铺满整个建筑屋面使雨雪不会从上方侵入屋面，但雨/雪会从一体件支架侧面，也就是建筑屋面的四周侵入建筑屋面，故本发明的一体化支架通过防水侧板防止雨水/雪水从一体化支架侧面流进建筑屋面，防水侧板设置于建筑屋面的四周，将防水侧板的下端固定于建筑的墙壁外侧，将防水侧板的上端固定于导水槽的底部，这样既可以防止雨水/雪水从一体化支架侧面流进建筑屋面，也可以引导导水槽内的雨水/雪水流向外墙体。
在一个示例中，本发明还包括：清扫机器人，清扫机器人设置于光伏组件上方，用于清洁光伏组件的表面。
具体地，本发明在光伏组件上方设有清扫机器人，通过此清扫机器人可定时清洁光伏组件的表面，智能检测光伏组件表面的灰尘、雨雪和热斑，通过此清扫机器人能够提高太阳能转化效率，同时能够有效防止因光伏组件表面脏污引起的热斑效应，导致太阳能电池损坏。
在一个示例中，本发明还包括：
并网柜，用于控制光伏发电装置、固定储存装置、移动储存装置和市电向负载供/停电。
具体地，本发明还包括并网柜，并网柜分别与逆变器、第一储能变流器、第二储能变流器和市电电连接，进而通过并网柜控制光伏发电装置、固定储存装置、移动储存装置和市电向负载供/停电。
在一个示例中，并网柜包括：
第一断路器，第一断路器的输入端与逆变器电连接，第一断路器的输出端与STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制光伏发电装置向负载供/停电；
第二断路器，第二断路器的输入端与固定储存装置电连接，第二断路器的输出端与STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制光伏发电装置向负载供/停电；
第三断路器，第三断路器的输入端与移动储存装置电连接，第三断路器的输出端与STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制光伏组件向负载供/停电；
STS静态转换开关，STS静态转换开关的第二输入端与市电电连接，STS静态转换开关的输出端与负载电连接，用于转换供电电源为负载供电。
具体地，本发明的并网柜包括：第一断路器、第二断路器、第三断路器和STS静态转换开关，第一断路器的输入端与逆变器电连接，第二断路器的输入端与固定储存装置的第一储能变流器的输出端电连接，第三断路器与移动储存装置的第二储能变流器电连接，STS静态转换开关的第一输入端与第一断路器、第二断路器和第三断路器的输出端电连接，STS静态转换开关的第二输入端与市电电连接，STS静态转换开关的输出端与负载电连接，当STS静态转换开关的第一输入端闭合时，STS静态转换开关的第二输入端断开，此时通过控制第一断路器、第二断路器、第三断路器闭合/断开来分别控制光伏组件、固定储存装置、移动储存装置向负载供/停电；当STS静态转换开关的第二输入端闭合时，STS静态转换开关的第一输入端断开，此时由市电给负载供电。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供了一种基于光伏发电的智能供电系统，包括：
光伏发电装置、固定储存装置、移动存储装置、电池管理系统和能源管理系统；通过光伏组件将太阳能转变为电能，输送到固定储存装置和移动存储装置将电能储存起来，或者通过逆变器将光伏组件转化的电能由直流电变成交流电直接给负载供电；通过电池管理系统采集固定储存装置和移动存储装置的电池状态信息，并将电池状态信息发送到能源管理系统，同时对固定储存装置和移动存储装置的电池组的运行状态进行监控，确保在任何条件下电池不会出现过充电和过放电现象，以及出现电池鼓包、漏液、冒烟或起火等安全事故；通过能源管理系统采集光伏发电装置的发电功率和负载的用电负荷功率，并根据发电功率、用电负荷功率和电池状态信息确定智能供电系统的运行方式，协调控制光伏发电装置、固定储存装置和移动存储装置的运行，保证最大化利用太阳能转化的电能，同时避免转化的电能向电网馈电。
固定储存装置包括：第一电池组、第一储能变流器、第一电池架、室外电池间和第一空调；第一电池组放置于第一电池架中，第一储能变流器、第一电池架和第一空调固定于室外电池间中，可根据实际情况或负载功率设置多组第一电池组和多个第一电池架；通过第一空调对室外电池间内部的温度和湿度进行精密管控，实现无人值守，自动进行冷/热管理，保证电池组的安全运行，能够延长电池组的工作寿命；第一储能变流器与第一电池组电连接，通过第一储能变流器将光伏组件转化的直流电输入到第一电池组中进行充电，通过第一储能变流器将第一电池组放电输出的直流电转变为交流电输出到负载，PCS(储能变流器)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电；PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成；PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节；PCS控制器通过CAN接口与BMS(电池管理系统)通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
移动储存装置包括：第二储能电池组、第二储能变流器、第二电池架、储能电池车和第二空调；第二电池组放置于第二电池架中，第二储能变流器、第二电池架和第二空调固定于储能电池车内，可根据实际情况或负载功率设置多组第一电池组和多个第一电池架；第二储能变流器与第二电池组电连接，通过第二储能变流器将光伏组件转化的直流电输入到第二电池组中进行充电，通过第二储能变流器将第二电池组放电输出的直流电转变为交流电输出到负载；储能电池车底部安装有轮胎，具备移动能力，一般情况下，储能电池车停放于固定位置进行正常作业，当需要移动进行应急支援时，可通过汽车拖动储能电池车前往支援地点进行电力应急支援，移动储存装置示意图如图2所示。
一体化支架包括：连接件、导水槽、底座和防水侧板；两个光伏组件之间通过连接件连接在一起并固定在导水槽上，因光伏组件之间通过连接件连接后会存在缝隙，将连接件固定在导水槽上，使导水槽处于缝隙下方，将通过缝隙流下的雨水或者雪水导出建筑屋面；底座固定于建筑屋面，导水槽固定于底座上，光伏组件通过一体化支架固定于建筑屋面；由于一体化支架是框架结构，即使光伏组件通过该一体化支架平铺满整个建筑屋面使雨雪不会从上方侵入屋面，但雨/雪会从一体件支架侧面，也就是建筑屋面的四周侵入建筑屋面，故本发明的一体化支架通过防水侧板防止雨水/雪水从一体化支架侧面流进建筑屋面，防水侧板设置于建筑屋面的四周，将防水侧板的下端固定于建筑的墙壁外侧，将防水侧板的上端固定于导水槽的底部，这样既可以防止雨水/雪水从一体化支架侧面流进建筑屋面，也可以引导导水槽内的雨水/雪水流向外墙体，一体化支架示意图如图3所示。
本实施例在光伏组件上方设有清扫机器人，通过此清扫机器人可定时清洁光伏组件的表面，智能检测光伏组件表面的灰尘、雨雪和热斑，通过此清扫机器人能够提高太阳能转化效率，同时能够有效防止因光伏组件表面脏污引起的热斑效应，导致太阳能电池损坏。
本实施例还包括并网柜，并网柜包括：第一断路器、第二断路器、第三断路器和STS静态转换开关，第一断路器的输入端与逆变器电连接，第二断路器的输入端与固定储存装置的第一储能变流器的输出端电连接，第三断路器与移动储存装置的第二储能变流器电连接，STS静态转换开关的第一输入端与第一断路器、第二断路器和第三断路器的输出端电连接，STS静态转换开关的第二输入端与市电电连接，STS静态转换开关的输出端与负载电连接，当STS静态转换开关的第一输入端闭合时，STS静态转换开关的第二输入端断开，此时通过控制第一断路器、第二断路器、第三断路器闭合/断开来分别控制光伏发电装置、固定储存装置、移动储存装置向负载供/停电；当STS静态转换开关的第二输入端闭合时，STS静态转换开关的第一输入端断开，此时由市电给负载供电，并网柜的电路示意图如图4所示。
智能供电系统的运行方式主要包括三种，第一种运行方式是光伏发电装置、固定储存装置和移动储存装置共同向负载供电，此时光伏发电装置的发电功率、固定储存装置和移动储存装置的放电功率能够满足负载的运行功率，固定储存装置为电压源，光伏组件和移动储存装置为电流源，此运行方式是光伏组件可将太阳能有效的转化为电能的情况下，且固定储存装置和移动储存装置储存的电能是满的或者达到设定SOC时采用的运行方式；第二种运行方式是固定储存装置和移动储存装置共同向负载供电，固定储存装置为电压源，移动储存装置为电流源，此运行方式是在光伏组件不能将太阳能有效的转化为电能的情况下，且固定储存装置和移动储存装置储存的电能能够满足负载的运行功率时采用的运行方式；第三运行方式，市电向负载供电，固定储存装置和移动储存装置通过光伏发电装置进行充电或者停止运行，在白天光伏组件可将太阳能有效的转化为电能的情况下，在市电向负载供电时，光伏组件将转化的电能输送给固定储存装置和移动储存装置充电，直到充满后或达到设定充电量后，转为第一种运行方式，当在夜晚或者白天阴天等光伏组件不能将太阳能有效的转化为电能的情况下，光伏组件停止运行，同时固定储存装置和移动储存装置也停止运行，一直由市电供电。
实施例2
本实施例提供了一种光伏发电的智能供电方法，应用于实施例2所述的基于光伏发电的智能供电系统，包括：
采集光伏组件的发电功率、负载的用电负荷功率以及固定储存装置和移动储存装置的电池状态信息；
在白天(9：00—17：00)光伏发电装置正常发电情况下，光伏发电装置的发电功率、固定储存装置的放电功率和移动储存装置的放电功率能够满足所述负载的用电负荷功率时，光伏发电装置、固定储能装置、移动储能装置同时给负载供电，固定储能装置作为电压源，光伏及移动储能装置作为电流源，EMS系统(能源管理系统)监测光伏发电装置、负载、移动储能运行功率、固定储能装置SOC状态；当固定储能装置SOC至25％时，光伏发电装置、固定储能装置和移动储能装置停止运行，此时EMS系统控制STS静态转换开关的运行方式，转由市电对负载进行供电。
白天(9：00—17：00)固定储能系统SOC低至25％时，负载由市电进行供电，光伏发电装置、固定储能装置、移动储能装置组成独立微网系统，通过EMS系统控制光伏发电装置依次给固定储能装置、移动储能装置充电，直至固定储能装置和移动储能装置SOC状态至90％，光伏发电装置停止运行。此时通过EMS系统控制STS静态转换开关的运行方式，转而由光伏发电装置、固定储能装置和移动储能装置给负载供电。
晚上(17：00—9：00)光伏发电装置因光照强度弱无法将太阳能转化为电能，固定储能系统SOC至40％以上，且固定储存装置的放电功率和移动储存装置的放电功率能够满足负载的用电负荷功率时，此时由固定储能装置和移动储能装置同时给负载供电；固定储能装置作为电压源，移动储能装置作为电流源，移动储能装置放电至SOC为40％时，则移动储能装置停止运行；固定储能装置放电至SOC为25％，则固定储能装置停止运行，此时通过EMS系统控制STS静态转换开关的运行方式，负载转至市电供电。
在光伏发电装置、移动储能装置和固定储能装置运行过程中，当与EMS系统通信中断时，光伏发电装置、移动储能装置和固定储能装停止运行，负载由市电供电。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，包括：
光伏发电装置，包括：光伏组件和逆变器，所述光伏组件固定于建筑屋面，用于太阳能直接转变为电能；所述逆变器用于将所述光伏组件转变的电能转变成交流电，为负载供电；
固定储存装置，用于存储所述光伏组件转变的电能，并将所述电能转变为交流电，为负载供电；
移动储存装置，用于存储所述光伏组件转变的电能，并将所述电能转变为交流电，为负载供电，以及作为应急电源进行应急支援；
电池管理系统，用于采集所述固定储存装置和所述移动储存装置的电池状态信息，并将所述电池状态信息发送到能源管理系统；
能源管理系统，用于采集所述光伏组件的发电功率和负载的用电负荷功率，并根据所述发电功率、所述用电负荷功率和所述电池状态信息确定所述智能供电系统的运行方式。
2.根据权利要求1所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，所述运行方式包括：
第一运行方式，所述光伏发电装置、所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述光伏发电装置和所述移动储存装置为电流源；
第二运行方式，所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述移动储存装置为电流源；
第三运行方式，市电向所述负载供电，所述固定储存装置和所述移动储存装置通过所述光伏发电装置进行充电或者停止运行。
3.根据权利要求1所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，所述光伏发电装置还包括：
一体化支架，所述一体化支架固定于所述建筑屋面，所述光伏组件固定在所述一体化支架上，所述一体化支架用于将所述光伏组件固定于所述建筑屋面。
4.根据权利要求1所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，所述固定储存装置包括：
第一电池组，用于储存所述光伏组件转变的电能，并将所述电能提供给所述负载；
第一储能变流器，与所述电池组电连接，与所述电池管理系统通讯连接，所述第一储能变流器用于接收所述电池管理系统的指令，进而控制所述电池组的充放电以及交直流的变换；
第一电池架，用于放置所述电池组；
室外电池间，用于放置所述第一电池组、所述第一储能变流器和所述第一电池架；
第一空调，设置于所述室外电池间，用于接收所述电池管理系统的指令，进而调节所述室外电池间内部的温度。
5.根据权利要求1所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，所述移动储存装置包括：
第二储能电池组，用于储存所述光伏组件转变的电能，并将所述电能提供给所述负载；
第二储能变流器，与所述电池组电连接，与所述电池管理系统通讯连接，所述第二储能变流器用于接收所述电池管理系统的指令，进而控制所述电池组的充放电以及交直流的变换；
第二电池架，用于存放所述第二储能电池组；
储能电池车，用于放置所述第二储能变流器、所述第二储能电池组和所述第二电池架，同时使所述移动储存装置具备移动功能；
第二空调，设置于所述储能电池车，用于接收所述电池管理系统的指令，进而调节所述储能电池车内部的温度。
6.根据权利要求3所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，所述一体化支架包括：
连接件，用于将所述光伏组件固定在导水槽上；
所述导水槽，固定于底座上，用于固定支撑所述光伏组件，并导流通过所述光伏组件缝隙流向所述建筑屋面的雨水/雪水；
底座，固定于所述建筑屋面，用于支撑固定所述导水槽；
防水侧板，所述防水侧板设置于所述建筑屋面的四周，所述防水侧板的下端固定于所述建筑的墙壁外侧，所述防水侧板的上端固定于所述导水槽的底部，用于防止雨水/雪水从所述一体化支架侧面流进所述建筑屋面。
7.根据权利要求1所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，还包括：
清扫机器人，所述清扫机器人设置于所述光伏组件上方，用于清洁所述光伏组件的表面。
8.根据权利要求1所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，还包括：
并网柜，用于控制所述光伏组件、所述固定储存装置、所述移动储存装置和市电向所述负载供/停电。
9.根据权利要求7所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，所述并网柜包括：
第一断路器，所述第一断路器的输入端与所述逆变器电连接，所述第一断路器的输出端与STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制所述光伏发电装置向所述负载供/停电；
第二断路器，所述第二断路器的输入端与所述固定储存装置电连接，所述第二断路器的输出端与所述STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制所述固定储存装置向所述负载供/停电；
第三断路器，所述第三断路器的输入端与所述移动储存装置电连接，所述第三断路器的输出端与所述STS静态转换开关的第一输入端电连接，用于控制所述移动储存装置向所述负载供/停电；
所述STS静态转换开关，所述STS静态转换开关的第二输入端与所述市电电连接，所述STS静态转换开关的输出端与负载电连接，用于转换供电电源为所述负载供电。
10.一种基于光伏发电的智能供电方法，应用于权利要求1-9任一项所述的基于光伏发电的智能供电系统，其特征在于，包括：
采集光伏发电装置的发电功率、负载的用电负荷功率以及固定储存装置和移动储存装置的电池状态信息；
若所述光伏发电装置能够正常发电，且所述光伏发电装置的发电功率、所述固定储存装置的放电功率和所述移动储存装置的放电功率能够满足所述负载的用电负荷功率时，所述光伏发电装置、所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述光伏发电装置和所述移动储存装置为电流源；
当白天所述固定储存装置的SOC为25％时，由市电向所述负载供电，控制所述光伏发电装置依次给所述固定储存装置和所述移动储存装置进行充电，当所述固定储存装置的SOC升至90％时，控制所述光伏发电装置停止充电，并断开市电，转由所述光伏发电装置、所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电；
若所述光伏发电装置不能正常发电，且所述固定储存装置的放电功率和所述移动储存装置的放电功率能够满足所述负载的用电负荷功率，当所述固定储存装置的SOC高于40％时，所述固定储存装置和所述移动储存装置共同向所述负载供电，所述固定储存装置为电压源，所述移动储存装置为电流源；当所述固定储存装置的SOC降至40％时，所述移动储存装置停止运行，由所述固定储存装置单独给所述负载供电；当所述固定储存装置的SOC降至25％时，所述固定储存装置停止运行，转由市电向所述负载供电。
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