CN202268736U - 一种家庭直流供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种家庭直流供电系统，包括若干个小型发电装置、若干个直流变换器、一个储能装置和一个电网变换器；每个小型发电装置的输出分别连接到对应直流变换器的输入，所有直流变换器的输出并联在一起构成直流母线，储能装置和家庭直流负载并联到直流母线，电网变换器由并网逆变器和高频整流器并联构成，电网变换器的输入连接到直流母线，电网变换器的输出连接到并联的公共电网和家庭交流负载。本实用新型可提高系统的使用效率和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电和风电的供电系统领域，尤其是家庭直流供电系统。
背景技术
近年来，我国光电和风电产业呈现快速增长的态势，光电和风电供电系统在绿色能源领域取得很大的环保和经济效益．
国内外大多数家庭中的负载，可分为直流负载和交流负载，如节能灯、电子镇流器式日光灯、电饭煲、电磁炉、微波炉、变频冰箱、变频空调、变频抽油烟机、电动汽车、手机充电器，普通家用电视机和普通家用电脑等可视为直流负载。家庭中使用直流负载电器占大部分。有些家电表面上都是直接使用交流电，但内部都有整流电路,整成直流电才使用。
传统家庭中供电系统如图1所示，都采用光电或者风电小型发电装置1串联在一起发电，再采用并网逆变器2把直流电变换成交流电供家庭交流负载3使用，同时在交流电上并联储能装置4，储能装置4由AC/DC转换器41和220V蓄电池组42连接而成，剩余的交流电最终并入公共电网5。这样使系统的使用效率受到了极大的限制，整个系统的使用效率限制在85％左右，并网逆变器2效率为90％。
如果系统的使用效率不提高，势必会增加整个系统的成本。因此，采用行之有效的家庭直流供电系统才能合理、高效地使用目前还比较昂贵的太阳能电和风电等绿色能源。对推广光电和风电的建筑应用有着举足轻重的作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种家庭直流供电系统，可提高系统的使用效率和稳定性。
为了实现上述目的，本实用新型的的技术方案如下：
一种家庭直流供电系统，包括若干个小型发电装置、若干个直流变换器、一个储能装置和一个电网变换器；每个小型发电装置的输出分别连接到对应直流变换器的输入，所有直流变换器的输出并联在一起构成直流母线，储能装置和家庭直流负载并联到直流母线，电网变换器由并网逆变器和高频整流器并联构成，电网变换器的输入连接到直流母线，电网变换器的输出连接到并联的公共电网和家庭交流负载。
所述的储能装置包括24V蓄电池组和双向直流变换器，双向直流变换器并联到直流母线，24V蓄电池组连接到双向直流变换器。
采用上述方案后，本实用新型将小型发电装置的输出分别连接到对应直流变换器输入上，这样就避免小型发电装置在串联时受到外界影响而造成输出不稳定等一些不良现象，导致无法对外输出有效功率及降低小型发电装置的发电效率；直流变换器具有追踪最大发电功率输出和稳定小型发电装置输出电压的作用，从而提高发电效率和稳定性；同时多个直流变换器的输出并联在一起构成直流母线，这样就避免传统的多个小型发电装置串联时单个的损坏而造成这个系统无法供电，从而提高发电稳定性；家庭直流负载连接到直流母线，避免传统能量二次转换带来的能量损失，提高系统使用效率和稳定性。
附图说明
图1是传统家庭供电系统的结构示意图；
图2是本实用新型家庭直流供电系统的结构示意图。
标号说明
小型发电装置1 并网逆变器2
家庭交流负载3 储能装置4
AC/DC转换器41 220V蓄电池组42
公共电网5 直流变换器6
储能装置7 双向直流变换器71
24V蓄电池组72 直流母线8
家庭直流负载9 高频整流器10。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型一种家庭直流供电系统，包括若干个小型发电装置1、若干个直流变换器6、一个储能装置7和一个电网变换器。
小型发电装置1为现有装置，可以是太阳能光热发电装置、光伏发电装置、风力发电站、地热发电装置、微型燃气轮机、柴油发电机、燃料电池和生物质发电装置等等，具体结构不做赘述。每个小型发电装置1的输出分别连接到对应直流变换器6的输入。
所有直流变换器6的输出并联在一起构成直流母线8。
储能装置7和家庭直流负载9并联到直流母线8。储能装置7具体包括24V蓄电池组72和双向直流变换器71，双向直流变换器71并联到直流母线8，24V蓄电池组72连接到双向直流变换器71。家庭直流负载9包括直流变频空调、直流变频冰箱、直流LED灯、普通节能荧光灯、直流变频洗衣机、直流变频抽油烟机、电动汽车、普通家用电视机和普通家用电脑等等。
电网变换器由并网逆变器2和高频整流器10并联构成，并网变换器2的输入连接到直流母线8，并网变换器2的输出连接到并联的公共电网5和家庭交流负载3。在并网逆变器2两端并联高频整流器10，可保证给家庭直流负载9供电，达到不间断供电并提高系统稳定性。
本实用新型使用时具有如下优点：
一、将小型发电装置1的输出分别连接到对应直流变换器6输入上，避免小型发电装置1在串联时受到外界影响（比如太阳能电池板受到树叶阴影遮挡，风力发电机受到风速影响转速）而造成输出不稳定等一些不良现象，导致无法对外输出有效功率及降低小型发电装置1的发电效率；
二、直流变换器6具有追踪最大发电功率输出和稳定小型发电装置1输出电压的作用，从而提高发电效率和稳定性；同时多个直流变换器6的输出并联在一起构成直流母线8，避免传统的多个小型发电装置1串联时单个的损坏而造成这个系统无法供电，从而提高发电稳定性；
三、家族直流负载9直接连接到直流母线8，避免传统能量二次转换（即太阳能输出的直流电通过逆变器转换交流并入电网----电网交流电通过转换直流电，再给家用电器供电）带来的能量损失，提高系统使用效率和稳定性；
四、储能装置7连接到直流母线8，储能装置7的24V蓄电池组72减少电池组串联数量，提高电池供电效率、稳定性和安全性以及电池寿命，避免传统多个电池串联起来，其中一个坏掉，整批都必须换掉，造成巨大损失，双向直流变换器71具有由直流母线8对24V蓄电池组72充电的功能，同时也具有向直流母线8放电功能，并能智能化的控制充电和放电功能，这样，储能装置7在储能的同时也能稳定直流母线8电压；
五、并网逆变器2输出的交流能满足部分家庭交流负载3的需求，同时在能满足家庭所有供电时，可以把多余电能输送给公共电网5，从而达到电能合理充分利用，提高系统使用效率和经济效率；
六、高频整流器10在小型发电装置1不能发电时，可保证给家庭直流负载9供电，即系统会从公共电网5取电通过高频整流器10给家庭直流负载9供电，达到不间断供电并提高系统稳定性。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (2)
1.一种家庭直流供电系统，其特征在于：包括若干个小型发电装置、若干个直流变换器、一个储能装置和一个电网变换器；每个小型发电装置的输出分别连接到对应直流变换器的输入，所有直流变换器的输出并联在一起构成直流母线，储能装置和家庭直流负载并联到直流母线，电网变换器由并网逆变器和高频整流器并联构成，电网变换器的输入连接到直流母线，电网变换器的输出连接到并联的公共电网和家庭交流负载。
2.如权利要求1所述的一种家庭直流供电系统，其特征在于：所述的储能装置包括24V蓄电池组和双向直流变换器，双向直流变换器并联到直流母线，24V蓄电池组连接到双向直流变换器。
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