CN117477522A - 一种光储充系统及光储充系统的充放电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光储充系统及光储充系统的充放电控制方法，涉及充电桩技术领域，包括：配电网、储能双向充放模块、控制模块、光伏发电组件、DC/DC转换模块、电压检测模块、电池模组、光功率预测模块和用电量预测模块，储能双向充放模块与配电网电性连接，光伏发电组件、DC/DC转换模块、电压检测模块依次与储能双向充放模块电性连接，且电池模组和控制模块与储能双向充放模块电性连接。本发明通过储能双向充放模块可根据用电需求选择充放电切换方式，而且降低了用电成本的同时，提高了能源利用率以及延长系统的使用寿命，同时也降低了光伏发电波动性对配电网的影响。

Description

一种光储充系统及光储充系统的充放电控制方法
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，具体来说，涉及一种光储充系统及光储充系统的充放电控制方法。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
随着人们生活水平的不断提高以及人们对生态环境的高度重视，电动车逐渐走进人们的日常生活，越来越多的电动车逐渐替代传统的燃油车，基于此，大多数大型商场、高度服务区等公共场地都会安装用于对电动车进行充电的充电桩。作为电动汽车的主要配套设施，充电桩在满足泊车需求的同时为电动汽车提供充电服务，广泛应用于电动汽车充电站、公共停车场中，并逐步推广应用于商业办公区、居住区等人口密集、汽车保有量大的区域。作为必不可少的基础配套设施，光储充一体化系统正逐渐改变着人们的生活，光储充一体化系统是指包括配电网、光伏发电单元、储电单元以及充电单元为一体的新型光伏系统。
但是，传统的光储充一体化系统在使用时，光伏发电单元为持续为储电单元上电，无法针对实际的使用需要进行改变，难以适应用电峰期和用电谷期的不同需求，适应性差，影响光储充一体化系统的使用寿命。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种光储充系统及光储充系统的充放电控制方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明一方面：
一种光储充系统，包括：配电网、储能双向充放模块、控制模块、光伏发电组件、DC/DC转换模块、电压检测模块、电池模组、光功率预测模块和用电量预测模块，所述储能双向充放模块与所述配电网电性连接，所述光伏发电组件、所述DC/DC转换模块、所述电压检测模块依次与所述储能双向充放模块电性连接，且所述电池模组和所述控制模块与所述储能双向充放模块电性连接，其中；
所述DC/DC转换模块，用于将所述光伏发电组件产生的直流电转换为电池模组和配电网匹配的直流电；
所述储能双向充放模块，获取配电网中电能以及获取所述光伏发电组件转换的电能向电池模组充电和向负载充电或将所述光伏发电组件转换的电能和所述电池模组的电能传输至所述配电网中进行供电；
所述光功率预测模块，用于预测预设时间周期内所述光伏发电组件的发电量，并将预测数据发送至所述控制模块；
所述用电量预测模块，用于预测预设时间周期内用电负载的用电量，并将预测数据发送至所述控制模块；
所述控制模块，用于接收所述光功率预测模块和所述用电量预测模块发送的数据，并根据接收到的数据进行控制所述储能双向充放模块的充电频率。
进一步的，所述储能双向充放模块还电性连接充电端口，所述充电端口用于连接待充电负载，且所述充电端口电性连接充电检测模块，所述充电检测模块与所述控制模块电性连接，所述充电检测模块，用于检测待充电负载与充电连接端口电连接时生成充电请求信号。
进一步的，所述待充电负载，包括：直流用电负载和交流用电负载，其中，所述直流负载为具有直流性质的用电设备，所述交流负载为具有交流性质的用电设备。
进一步的，所述电压检测模块与所述储能双向充放模块之间电性连接第一断路器，所述第一断路器用于断开所述光伏发电组件和所述储能双向充放模块的连接。
进一步的，所述电池模组和所述储能双向充放模块之间电性连接有电池管理模块，所述电池管理模块通过第二断路器与所述储能双向充放模块电性连接，其中；
所述电池管理模块，用于根据电池模组的带电状态，切换所述第二断路器连接状态向所述储能双向充放模块取电或放电；
所述第二断路器，用于断开或连接所述电池模组和所述储能双向充放模块的连接状态。
进一步的，所述电压检测模块为电压检测表。
本发明另一方面：
一种光储充系统的充放电控制方法，包括以下步骤：
预先通过配电网和光伏发电组件流向储能双向充放模块并向电池模组进行充电；
控制模块根据充电检测模块获取充电端口的充电请求信号，断开第二断路器切断电池模组与储能双向充放模块的连接，并通过光伏发电组件向充电端口的负载进行充电；
控制模块根据预设时间周期内所述光伏发电组件的发电量和预设时间周期内用电负载的用电量，进行连接第二断路器将电池模组与储能双向充放模块连接，并通过电池模组进行补充电量。
其中，还包括以下步骤：
预先通过电池模组和光伏发电组件流向储能双向充放模块并向配电网进行充电。
其中，步骤所述控制模块根据充电检测模块获取充电端口的充电请求信号，包括以下步骤：
若当前光伏发电组件的发电量小于负载用电量时，控制模块通过第二断路器连接电池模组与储能双向充放模块并为负载供电。
本发明的有益效果：
本发明光储充系统及光储充系统的充放电控制方法，通过配电网和光伏发电组件流向储能双向充放模块并向电池模组进行充电，同时，控制模块根据充电检测模块获取充电端口的充电请求信号，断开第二断路器切断电池模组与储能双向充放模块的连接，并通过光伏发电组件向充电端口的负载进行充电，此外控制模块根据预设时间周期内所述光伏发电组件的发电量和预设时间周期内用电负载的用电量，进行连接第二断路器将电池模组与储能双向充放模块连接，并通过电池模组进行补充电量；另外可进行切换通过电池模组和光伏发电组件流向储能双向充放模块并向配电网进行充电，实现光储充系统的充放电控制，不仅通过储能双向充放模块可根据用电需求选择充放电切换方式，而且降低了用电成本的同时，提高了能源利用率以及延长系统的使用寿命，同时也降低了光伏发电波动性对配电网的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是根据本发明实施例的一种光储充系统的原理框图。
图中：
1、配电网；2、储能双向充放模块；3、控制模块；4、光伏发电组件；5、DC/DC转换模块；6、电池模组；7、光功率预测模块；8、用电量预测模块；9、充电端口；10、充电检测模块；11、第一断路器；12、电池管理模块；13、第二断路器；14、电压检测模块。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种光储充系统。
如图1所示，根据本发明实施例的光储充系统，包括：配电网1、储能双向充放模块2、控制模块3、光伏发电组件4、DC/DC转换模块5、电压检测模块14、电池模组6、光功率预测模块7和用电量预测模块8，储能双向充放模块2与配电网1电性连接，光伏发电组件4、DC/DC转换模块5、电压检测模块14依次与储能双向充放模块2电性连接，且电池模组6和控制模块3与储能双向充放模块2电性连接，其中；
DC/DC转换模块5，用于将光伏发电组件4产生的直流电转换为电池模组6和配电网1匹配的直流电；
储能双向充放模块2，获取配电网1中电能以及获取光伏发电组件4转换的电能向电池模组6充电和向负载充电或将光伏发电组件4转换的电能和电池模组6的电能传输至配电网1中进行供电；
光功率预测模块7，用于预测预设时间周期内光伏发电组件4的发电量，并将预测数据发送至控制模块3；
用电量预测模块8，用于预测预设时间周期内用电负载的用电量，并将预测数据发送至控制模块3；
控制模块3，用于接收光功率预测模块7和用电量预测模块8发送的数据，并根据接收到的数据进行控制储能双向充放模块2的充电频率。
另外，储能双向充放模块2还电性连接充电端口9，充电端口9用于连接待充电负载，且充电端口9电性连接充电检测模块10，充电检测模块10与控制模块3电性连接，充电检测模块10，用于检测待充电负载与充电连接端口电连接时生成充电请求信号。
另外，待充电负载，包括：直流用电负载和交流用电负载，其中，直流负载为具有直流性质的用电设备，交流负载为具有交流性质的用电设备。
另外，电压检测模块14与储能双向充放模块2之间电性连接第一断路器11，第一断路器11用于断开光伏发电组件4和储能双向充放模块2的连接。
另外，电池模组6和储能双向充放模块2之间电性连接有电池管理模块12，电池管理模块12通过第二断路器13与储能双向充放模块2电性连接，其中；
电池管理模块12，用于根据电池模组6的带电状态，切换第二断路器13连接状态向储能双向充放模块2取电或放电；
第二断路器13，用于断开或连接电池模组6和储能双向充放模块2的连接状态。
另外，电压检测模块14为电压检测表。
本技术方案，在应用时，通过光伏发电组件4向充电端口9的负载进行充电，此外控制模块3根据预设时间周期内光伏发电组件4的发电量和预设时间周期内用电负载的用电量，进行连接第二断路器13将电池模组6与储能双向充放模块2连接，并通过电池模组6进行补充电量；
同时，进行切换通过电池模组6和光伏发电组件4流向储能双向充放模块2并向配电网进行充电，实现光储充系统的充放电控制，不仅通过储能双向充放模块2可根据用电需求选择充放电切换方式，而且降低了用电成本的同时，提高了能源利用率以及延长系统的使用寿命，同时也降低了光伏发电波动性对配电网的影响。
此外，具体的，对于上述电池管理模块12来说，电池管理模块12当第二断路器13处在闭合状态时，电池管理模块12检测电池模组6的带电状态，控制电池模组6向配电网1取电存储或对配电网1放电。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种光储充系统的充放电控制方法，包括以下步骤：
预先通过配电网和光伏发电组件4流向储能双向充放模块2并向电池模组6进行充电；
控制模块3根据充电检测模块10获取充电端口9的充电请求信号，断开第二断路器13切断电池模组6与储能双向充放模块2的连接，并通过光伏发电组件4向充电端口9的负载进行充电；
控制模块3根据预设时间周期内光伏发电组件4的发电量和预设时间周期内用电负载的用电量，进行连接第二断路器13将电池模组6与储能双向充放模块2连接，并通过电池模组6进行补充电量。
另外，还包括以下步骤：
预先通过电池模组6和光伏发电组件4流向储能双向充放模块2并向配电网进行充电。
其中，步骤控制模块3根据充电检测模块10获取充电端口9的充电请求信号，包括以下步骤：
若当前光伏发电组件4的发电量小于负载用电量时，控制模块3通过第二断路器13连接电池模组6与储能双向充放模块2并为负载供电。
具体的，在应用时，在预设周期内光伏发电组件4的发电量小于负载的用电量时，此时储能双向充放模块2对光伏发电组件4产生的电能进行储存，其中，包括：
当储存的电能无法满足负载的用电需求，则控制模块3控制储能双向充放模块2在谷电时段通过配电网1进行充电，使储能双向充放模块2储存的电能分别来自于光伏发电组件4和配电网1。
另外，当电池模组6储存的电能能够满足负载的用电量，可采用电池模组6为负载供电，当电池模组6内储存的电能无法满足负载的用电量，则在谷电时段可采用配电网1为负载供电，在峰电时段控制模块3控制电池模组6为负载进行供电。
综上，借助于本发明的上述技术方案，通过配电网和光伏发电组件4流向储能双向充放模块2并向电池模组6进行充电，同时，控制模块3根据充电检测模块10获取充电端口9的充电请求信号，断开第二断路器13切断电池模组6与储能双向充放模块2的连接，并通过光伏发电组件4向充电端口9的负载进行充电，此外控制模块3根据预设时间周期内光伏发电组件4的发电量和预设时间周期内用电负载的用电量，进行连接第二断路器13将电池模组6与储能双向充放模块2连接，并通过电池模组6进行补充电量；另外可进行切换通过电池模组6和光伏发电组件4流向储能双向充放模块2并向配电网进行充电，实现光储充系统的充放电控制，不仅通过储能双向充放模块2可根据用电需求选择充放电切换方式，而且降低了用电成本的同时，提高了能源利用率以及延长系统的使用寿命，同时也降低了光伏发电波动性对配电网的影响。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种光储充系统，其特征在于，包括：配电网(1)、储能双向充放模块(2)、控制模块(3)、光伏发电组件(4)、DC/DC转换模块(5)、电压检测模块(14)、电池模组(6)、光功率预测模块(7)和用电量预测模块(8)，所述储能双向充放模块(2)与所述配电网(1)电性连接，所述光伏发电组件(4)、所述DC/DC转换模块(5)、所述电压检测模块(14)依次与所述储能双向充放模块(2)电性连接，且所述电池模组(6)和所述控制模块(3)与所述储能双向充放模块(2)电性连接，其中；
所述DC/DC转换模块(5)，用于将所述光伏发电组件(4)产生的直流电转换为电池模组(6)和配电网(1)匹配的直流电；
所述储能双向充放模块(2)，获取配电网(1)中电能以及获取所述光伏发电组件(4)转换的电能向电池模组(6)充电和向负载充电或将所述光伏发电组件(4)转换的电能和所述电池模组(6)的电能传输至所述配电网(1)中进行供电；
所述光功率预测模块(7)，用于预测预设时间周期内所述光伏发电组件(4)的发电量，并将预测数据发送至所述控制模块(3)；
所述用电量预测模块(8)，用于预测预设时间周期内用电负载的用电量，并将预测数据发送至所述控制模块(3)；
所述控制模块(3)，用于接收所述光功率预测模块(7)和所述用电量预测模块(8)发送的数据，并根据接收到的数据进行控制所述储能双向充放模块(2)的充电频率。
2.根据权利要求1所述的光储充系统，其特征在于，所述储能双向充放模块(2)还电性连接充电端口(9)，所述充电端口(9)用于连接待充电负载，且所述充电端口(9)电性连接充电检测模块(10)，所述充电检测模块(10)与所述控制模块(3)电性连接，所述充电检测模块(10)，用于检测待充电负载与充电连接端口电连接时生成充电请求信号。
3.根据权利要求2所述的光储充系统，其特征在于，所述待充电负载，包括：直流用电负载和交流用电负载，其中，所述直流负载为具有直流性质的用电设备，所述交流负载为具有交流性质的用电设备。
4.根据权利要求1所述的光储充系统，其特征在于，所述电压检测模块(14)与所述储能双向充放模块(2)之间电性连接第一断路器(11)，所述第一断路器(11)用于断开所述光伏发电组件(4)和所述储能双向充放模块(2)的连接。
5.根据权利要求4所述的光储充系统，其特征在于，所述电池模组(6)和所述储能双向充放模块(2)之间电性连接有电池管理模块(12)，所述电池管理模块(12)通过第二断路器(13)与所述储能双向充放模块(2)电性连接，其中；
所述电池管理模块(12)，用于根据电池模组(6)的带电状态，切换所述第二断路器(13)连接状态向所述储能双向充放模块(2)取电或放电；
所述第二断路器(13)，用于断开或连接所述电池模组(6)和所述储能双向充放模块(2)的连接状态。
6.根据权利要求1所述的光储充系统，其特征在于，所述电压检测模块(14)为电压检测表。
7.一种光储充系统的充放电控制方法，用于权利要求1-6所述的光储充系统的充放电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
预先通过配电网和光伏发电组件(4)流向储能双向充放模块(2)并向电池模组(6)进行充电；
控制模块(3)根据充电检测模块(10)获取充电端口(9)的充电请求信号，断开第二断路器(13)切断电池模组(6)与储能双向充放模块(2)的连接，并通过光伏发电组件(4)向充电端口(9)的负载进行充电；
控制模块(3)根据预设时间周期内所述光伏发电组件(4)的发电量和预设时间周期内用电负载的用电量，进行连接第二断路器(13)将电池模组(6)与储能双向充放模块(2)连接，并通过电池模组(6)进行补充电量。
8.根据权利要求7所述的光储充系统的充放电控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
预先通过电池模组(6)和光伏发电组件(4)流向储能双向充放模块(2)并向配电网进行充电。
9.根据权利要求7所述的光储充系统的充放电控制方法，其特征在于，步骤所述控制模块(3)根据充电检测模块(10)获取充电端口(9)的充电请求信号，包括以下步骤：
若当前光伏发电组件(4)的发电量小于负载用电量时，控制模块(3)通过第二断路器(13)连接电池模组(6)与储能双向充放模块(2)并为负载供电。
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