CN203859724U - 光伏储能装置及具有该装置的光伏储能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光伏储能装置及具有该装置的光伏储能系统。所述光伏储能系统还包括光伏组件和电网。所述光伏储能装置包括：蓄电池包，具有蓄电池组及对蓄电池组进行保护和控制的电池保护单元；双向逆变器，与所述蓄电池包电性连接，并用以外接光伏组件、电网及负载；电池管理单元，连接并控制所述电池保护单元以及所述双向逆变器；操作单元，与所述电池管理单元电性连接，以供向电池管理单元中输入控制双向逆变器工作模式的指令。本实用新型光伏储能装置可实现光伏组件向蓄电池包充电、市电电网向双向逆变器充电、光伏并网发电、光伏组件向负载供电、蓄电池包向负载供电的多种功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种具有多种用途的光伏储能装置及具有该装置的光伏储能系统。
背景技术
光伏发电作为诸多利用太阳能资源中的一种已广泛应用于现在的人民生活中，但目前光伏发电大多用于大型电站，民用市场较小。随着光伏行业的大力发展，目前面向普通消费者或者小型企业的光伏产品也越来越丰富，从而出现了很多离网互用装置，以满足日常的用电需求；其中，光伏储能技术是这一领域中比较重要的一环，对光伏发电的电能进行存储，有利于应急使用，同时也增加便携性。
现有的储能技术，大多都只能单纯的实现将光伏电池组件产生的电能进行存储，无法实现并网等功能；当蓄电池组存储满电能后，只能断开与光伏组件的连接，无法继续发挥作用，而且在夜间光伏组件不发电的情况下，无法对蓄电池组进行充电，从而满足不了一些紧急用电需求。
因此，有必要提供一种光伏储能装置及具有该装置的光伏储能系统以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可提供多种应用的光伏储能装置及具有该装置的光伏储能系统。
为实现上述实用新型目的，本实用新型一种光伏储能装置，其包括：蓄电池包，具有蓄电池组及对蓄电池组进行保护和控制的电池保护单元；双向逆变器，与所述蓄电池包电性连接，并用以外接光伏组件、电网及负载；电池管理单元，连接并控制所述电池保护单元以及所述双向逆变器；操作单元，与所述电池管理单元电性连接，以供向电池管理单元中输入控制双向逆变器工作模式的指令。
作为本实用新型的进一步改进，所述双向逆变器包括连接光伏组件以接受光伏组件的电能的两个DC/DC变换器、与电网双向连接且单向连接负载以向负载传输电能的DC/AC变换器，其中一DC/DC变换器单向连接DC/AC变换器以将光伏组件的电能并入电网或提供给负载，另一DC/DC变换器与蓄电池包和DC/AC变换器双向连接，以将光伏组件和电网的电能输入电池包或者将蓄电池包的电能提供给负载。
作为本实用新型的进一步改进，所述电池管理单元具有微控制单元、连接微控制单元和电池保护单元的RS485接口、以及连接微控制单元和双向逆变器与操作单元的RS232接口。
作为本实用新型的进一步改进，所述电池管理单元还具有连接蓄电池组的电源接口，所述操作单元通过电源接口电性连接蓄电池组。
作为本实用新型的进一步改进，所述光伏储能装置还具有与微控制单元相连接的温度检测单元、以及与微控制单元通过I/O接口电性连接并受微控制单元控制的散热风扇。
作为本实用新型的进一步改进，所述光伏储能装置还包括一通过以太网连接所述电池管理单元的上位机。
作为本实用新型的进一步改进，所述操作单元为LCD触摸屏。
作为本实用新型的进一步改进，所述蓄电池包还具有串联连接蓄电池组的保险及连接在蓄电池组与电池保护单元之间的继电器。
作为本实用新型的进一步改进，所述光伏储能装置包括有若干组相互并联连接的所述蓄电池包。
为实现上述实用新型目的，本实用新型还提供了一种光伏储能系统，其包括光伏组件、电网、以及所述的光伏储能装置。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中光伏储能装置可使用户通过操作单元设定对双向逆变器的工作模式进行控制的指令，从而配合电池管理单元实现以用户需求为主的对双向逆变器工作模式的控制转换，进而实现光伏电池组件向蓄电池包充电、市电电网向双向逆变器进而向蓄电池包充电、光伏并网发电、光伏组件向负载供电、蓄电池包向负载供电的多种应用功能。
附图说明
图1是本实用新型光伏储能装置一较佳实施例的立体图。
图2是图1中光伏储能装置的部分结构立体图。
图3是本实用新型光伏储能装置的部分连接示意图，主要显示电池管理单元内部结构与其他元件的连接状况。
图4是本实用新型光伏储能系统的部分元件的连接示意图，主要显示双向逆变器内部结构与光伏组件、蓄电池包、电网及负载的连接及电能传输状况。
具体实施例
以下将结合附图所示的实施例对本实用新型进行详细描述。但这些实施例并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
请参照图1至图4所示为本实用新型光伏储能装置100及具有该储能装置100的光伏储能系统的一较佳实施例。所述光伏储能装置100包括壳体1、安装于壳体1内的蓄电池包2、双向逆变器BI（Bi-direction Inverter，本实用新型中简称BI）和电池管理单元EMU、以及安装在壳体1上并电性连接电池管理单元EMU的操作单元5。
所述蓄电池包2具有蓄电池组21、对蓄电池组21进行过充、过放、过流、过温保护和电芯平衡控制的电池保护单元、串联连接蓄电池组21的保险及连接在蓄电池组21与电池保护单元之间的继电器。所述光伏储能装置100包括有若干组相互并联连接的所述蓄电池包2。
结合图4所示，所述双向逆变器BI与所述蓄电池包2电性连接，并用以外接一光伏组件PV、电网及负载。其中，所述双向逆变器BI包括连接光伏组件PV以接受光伏组件PV的电能的两个DC/DC变换器、与电网双向连接和单向连接负载以向负载传输电能的DC/AC变换器；其中一DC/DC变换器单向连接DC/AC变换器以将光伏组件PV的电能通过DC/AC变换器并入电网或提供给负载，另一DC/DC变换器双向连接蓄电池包2和DC/AC变换器，以将光伏组件PV和电网的电能输入电池包2或者将蓄电池包2的电能通过DC/AC变换器提供给负载。由此可见，本实用新型中双向逆变器BI具有可将光伏组件PV的电能并入电网、使光伏组件PV或电网对蓄电池包2充电、使光伏组件PV或电网或蓄电池包2对电脑、手机等离网负载供电的多种工作模式。
结合图3所示，所述电池管理单元EMU负责整个光伏储能装置100的功能实现和逻辑控制，并具有微控制单元MCU、连接微控制单元MCU和电池保护单元的RS485接口、连接微控制单元MCU和双向逆变器BI与操作单元5的RS232接口、以及连接蓄电池组21的电源接口Power。所述操作单元5还通过电源接口Power电性连接蓄电池组21，以通过蓄电池组21提供电能。
由上述可知，所述电池管理单元EMU中主要通过微控制单元MCU对电池保护单元进行指令控制，另外，电池管理单元EMU还采用检测接口检测蓄电池包2的接入状况。所述电池保护单元接收微控制单元MCU的控制指令来执行开关机动作。所述微控制单元MCU采用RS232接口对双向逆变器BI的工作模式进行控制。
所述操作单元5为LCD触摸屏，用以供用户向电池管理单元EMU中输入对双向逆变器BI的工作模式进行控制的指令。
为方便蓄电池包2的散热，所述光伏储能装置100还具有与微控制单元MCU连接的温度检测单元、以及通过I/O接口电性连接并受微控制单元MCU控制的散热风扇FAN。所述散热风扇FAN也通过I/O接口及电源接口Power与蓄电池组21电性连接。
此外，作为本实用新型的进一步优化方案，所述光伏储能装置100还包括一通过以太网连接所述电池管理单元EMU的上位机，在设置有上位机时，所述电池管理单元EMU将本实用新型光伏储能装置100的工作状态通过以太网传至上位机PC，以实现数据的保存及管理。
工作时，用户通过操作单元5设定控制指令，以通过电池管理单元EMU向双向逆变器BI输出控制指令，从而根据客户需求实现双向逆变器BI工作模式的转换。本实用新型中双向逆变器BI可根据电池管理单元EMU的控制指令实现光伏组件PV向蓄电池包2充电、市电电网向双向逆变器BI进而向蓄电池包2充电、光伏并网发电、光伏组件PV向负载供电、蓄电池包2向负载供电的多种应用功能。
当蓄电池包2发生故障时，如过充、过放、过流或过温时，电池保护单元对其进行保护控制，断开继电器并停机，同时发送故障信息给电池管理单元EMU，电池管理单元EMU则控制其他部件同步关机，同时在操作单元5显示故障信息。
当双向逆变器BI发生故障时，如过电流、过温、过压、过频、欠压、欠频等，双向逆变器BI执行相关保护，同时发送故障代码至电池管理单元EMU，电池管理单元EMU则控制其他部件同步关机，同时在操作单元5显示故障信息。
结合图4及以上光伏储能装置100的结构可知，本实用新型还涉及一种具有该装置100的光伏储能系统，该光伏储能系统包括光伏组件PV、电网以及所述的光伏储能装置100。
综上可知，本实用新型光伏储能装置100通过双向逆变器BI配合电池管理单元EMU的指令控制，可用于并网、也可用于对蓄电池包2充电、也可用于对电脑、手机等离网负载供电，而且当夜间光伏组件PV无法发电时，蓄电池包2的电能可通过双向逆变器BI对负载供电，利用市电电网也可对蓄电池包2进行充电，可见本实用新型光伏储能装置100可实现多种应用，功能非常全面。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏储能装置，其特征在于，包括：
蓄电池包，具有蓄电池组及对蓄电池组进行保护和控制的电池保护单元；
双向逆变器，与所述蓄电池包电性连接，并用以外接光伏组件、电网及负载；
电池管理单元，连接并控制所述电池保护单元以及所述双向逆变器；
操作单元，与所述电池管理单元电性连接，以供向电池管理单元中输入控制双向逆变器工作模式的指令。
2.根据权利要求1所述的光伏储能装置，其特征在于：所述双向逆变器包括连接光伏组件以接受光伏组件的电能的两个DC/DC变换器、与电网双向连接且单向连接负载以向负载传输电能的DC/AC变换器，其中一DC/DC变换器单向连接DC/AC变换器以将光伏组件的电能并入电网或提供给负载，另一DC/DC变换器与蓄电池包和DC/AC变换器双向连接，以将光伏组件和电网的电能输入电池包或者将蓄电池包的电能提供给负载。
3.根据权利要求1所述的光伏储能装置，其特征在于：所述电池管理单元具有微控制单元、连接微控制单元和电池保护单元的RS485接口、以及连接微控制单元和双向逆变器与操作单元的RS232接口。
4.根据权利要求3所述的光伏储能装置，其特征在于：所述电池管理单元还具有连接蓄电池组的电源接口，所述操作单元通过电源接口电性连接蓄电池组。
5.根据权利要求4所述的光伏储能装置，其特征在于：所述光伏储能装置还具有与微控制单元相连接的温度检测单元、以及与微控制单元通过I/O接口电性连接并受微控制单元控制的散热风扇。
6.根据权利要求3所述的光伏储能装置，其特征在于：所述光伏储能装置还包括一通过以太网连接所述电池管理单元的上位机。
7.根据权利要求1所述的光伏储能装置，其特征在于：所述操作单元为LCD触摸屏。
8.根据权利要求1所述的光伏储能装置，其特征在于：所述蓄电池包还具有串联连接蓄电池组的保险及连接在蓄电池组与电池保护单元之间的继电器。
9.根据权利要求1所述的光伏储能装置，其特征在于：所述光伏储能装置包括有若干组相互并联连接的所述蓄电池包。
10.一种光伏储能系统，包括光伏组件和电网，其特征在于，所述光伏储能装置还具有如权利要求1至9中任意一项所述的光伏储能装置。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104393611A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-03-04 | 苏州易美新思新能源科技有限公司 | 储能电池管理系统和双向dcdc变换器同步管理方法及装置 |
| CN111416373A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-14 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种配变动态增容光储一体化装置 |
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