CN205051419U - 并网供电系统 - Google Patents

Abstract

一种并网供电系统，包括一电表模块、一直流转换模块及一逆变模块。电表模块电性连接市电及负载。直流转换模块电性连接电池模块及太阳能蓄电模块。逆变模块电性连接太阳能蓄电模块、直流转换模块、电表模块及负载。其中，直流转换模块检测出太阳能电力存在，并检测出一多余电力流经电表模块时，太阳能电力的一第一电力经由逆变模块逆变，以供电给负载，太阳能电力的一第二电力透过直流转换模块转换为一充电电力，以对电池模块充电。由于直流转换模块所处位置为太阳能电力端，藉此透过检测太阳能电力的电压以获取并网部分的工作信息，致使实现整个系统的自动化控制。如此一来，本实用新型确实提升并网供电系统的使用方便性。

Description

并网供电系统

技术领域

本实用新型有关于一种并网供电系统，特别是多种电力供电给负载之并网供电系统。

背景技术

随着各国政府逐渐推动太阳能发电产业，太阳能发电之逆变器已被广泛地应用于大型发电站或家庭用的太阳能供电系统中。其中，并网供电系统包括具有储能的电池模块。因此，并网供电系统实现了将白天太阳能的能量逆变，以供电给家庭用的负载。另一方面，又将多余电力之能量储存到电池模块中。当于夜晚时，电池模块亦可将储存能量透过并网供电系统以供电给家庭用的负载。

然而，现有的并网供电系统往往会将太阳能电力之能量优先供应给负载，而多余的能量将会回馈到市电之电网上，而无法将多余电力储存于电池模块中；或是现有的并网供电系统往往透过二次或多次的逆变转换，以将多余电力储存至电池模块中，藉此造成电能转换的耗损或浪费；或是现有的电池逆变器挂在市电之电网上，而使用市电以逆变转换为对电池模块充电之电力，藉此造成电能浪费或降低电能的使用效率。如此一来，现有的并网供电系统往往造成人们使用上的不方便。

实用新型内容

本实用新型在于提供一种并网供电系统，透过直流转换模块以将太阳能电力转换为对电池模块充电之电力，或是将电池模块放电之电力转换给逆变模块运用，藉此提升并网供电系统的使用方便性。

本实用新型实施例提供一种并网供电系统，适用于将一太阳能蓄电模块所输出的一太阳能电力、一电池模块所输出的一电池电力及一市电并网以供电给一负载。并网供电系统包括：一电表模块、一直流转换模块及一逆变模块。电表模块电性连接市电及负载。直流转换模块电性连接电池模块及太阳能蓄电模块。逆变模块电性连接太阳能蓄电模块、直流转换模块、电表模块及负载。其中，直流转换模块检测出太阳能电力存在，并检测出一多余电力流经电表模块时，太阳能电力之一第一电力经由逆变模块逆变，以供电给负载，太阳能电力之一第二电力透过直流转换模块转换为一充电电力，以对电池模块充电。

其中该直流转换模块包括一检测电路，电性连接该太阳能蓄电模块，该检测电路用以检测该太阳能电力的存在及采集该太阳能电力的参数。

其中该检测电路检测出该太阳能电力无法满足该逆变模块运作，且该电池模块满足放电条件时，该电池模块输出该电池电力，该电池电力透过该直流转换模块转换为一直流电力，该直流电力经由该逆变模块逆变以供电给该负载。

其中该直流转换模块还包括一控制电路及一升降压转换电路，该控制电路电性连接该升降压转换电路及该检测电路，该升降压转换电路电性连接于该电池模块、该太阳能蓄电模块及该逆变模块之间，该控制电路用以控制该升降压转换电路及该电池模块的充电运作或放电运作。

其中该电表模块具有一侦测电路，用以侦测该多余电力，该控制电路与该电表模块有线通讯或无线通讯。

进一步地，并网供电系统还包括一传输线，电性连接于该电表模块及该直流转换模块之间，该电表模块透过该传输线与该直流转换模块通讯，该传输线为全双工或半双工的通讯线。

其中该电表模块为机械式电表、电子式电表或智能型电表。

其中该逆变模块为一并网逆变器，该并网逆变器将该太阳能电力逆变以供电给该负载，在供电电力大于该负载所消耗的电力时，将溢泄该多余电力至该市电的电网。

进一步地，并网供电系统还包括一直流负载，电性连接该直流转换模块，该直流转换模块用以供电给该直流负载。

进一步地，并网供电系统还包括一逆变器，电性连接该直流转换模块，该直流转换模块用以供电给该逆变器。

本实用新型的具体手段为利用一种并网供电系统，其中太阳能电力透过直流转换模块的一次转换，以对电池模块充电。再者，由于直流转换模块所处位置为太阳能电力端，藉此透过检测太阳能电力的电压以获取并网部分的工作信息，致使实现整个系统的自动化控制。如此一来，本实施例确实提升并网供电系统的使用方便性。

为使能更进一步了解本实用新型之特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型之详细说明与附图，但是此等说明与所附附图仅系用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为本实用新型一实施例之并网供电系统之示意图。

图2为本实用新型另一实施例之并网供电系统之运作示意图。

图3为本实用新型另一实施例之并网供电系统之运作示意图。

图4为本实用新型另一实施例之并网供电系统之示意图。

图5为本实用新型另一实施例之并网供电系统之示意图。

图6为本实用新型另一实施例之并网供电系统之示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型一实施例之并网供电系统之示意图。请参阅图1。一种并网供电系统1，适用于将一太阳能蓄电模块S1所输出一太阳能电力、一电池模块B1所输出的一电池电力及一市电E1并网以供电给一负载L1。

在实务上，太阳能蓄电模块S1例如透过太阳能面板、控制器及太阳能蓄电器等其中之一或组合来实现。其中，太阳能面板用以接收到光能。太阳能蓄电器用以将光能转换成电能。控制器透过最大功率追踪以控制太阳能蓄电器所输出的电能给逆变器，其中最大功率追踪为侦测在日照的哪个时段或哪个角度具有最大功率的储电效率。另电池模块B1例如包括至少一蓄电池、铅蓄电池、锂电池或可充电电池。本实施例不限制太阳能蓄电模块S1及电池模块B1的态样。

详细来说，并网供电系统1包括一电表模块10、一直流转换模块12及一逆变模块14。在实务上，电表模块10电性连接于市电E1及负载L1之间。直流转换模块12电性连接于电池模块B1、太阳能蓄电模块S1及逆变模块14之间。逆变模块14电性连接直流转换模块12、太阳能蓄电模块S1、电表模块10及负载L1。

电表模块10电性连接市电E1及负载L1。在实务上，电表模块10例如透过机械式电表、电子式电表、三相机械式电表、三相电子式电表或智能型电表来实现。智能型电表相较于电子式电表，智能型电表更具有通讯读表、实时信息、质量监测、远程控制及远程韧体更新等功能。其中，电表模块10透过一侦测电路以量测市电E1电网上的电量、电流、电压及电流方向。本实施例不限制电表模块10的态样。

值得一提的是，电表模块10透过一传输线T1与直流转换模块12通讯，传输线T1为全双工或半双工之通讯线。详细来说，传输线T1例如具有RS-485接口，藉此实现半双工通讯；或是传输线T1例如具有JAN接口，藉此实现全双工通讯。在其它实施例中，电表模块10与直流转换模块12亦可透过无线通讯来实现。例如电表模块10透过GPRS通讯系统、GSM通讯系统、wifi或其它射频通讯，以传输多余电力的信息给直流转换模块12。本实施例不限制电表模块10与直流转换模块12之间的通讯态样。

直流转换模块12电性连接电池模块B1及太阳能蓄电模块S1。在实务上，直流转换模块12例如透过直流-直流转换电路、升降压转换电路、升压电路及降压电路等其中之一或组合来实现。其中，直流转换模块12用以将太阳能电力转换为一可对电池模块B1充电的电力，或是用以将电池电力转换为一可供给逆变模块14逆变使用的电力。本实施例不限制直流转换模块12的态样。

一般来说，现有的并网供电系统系以电池逆变器电性连接于电表模块10与负载L1之间，且电池逆变器并未电性连接本实施例之太阳能蓄电模块S1及逆变模块14。其中，当太阳能蓄电模块S1产生较多的太阳能电力时，经由逆变模块14逆变后以供应较多的电力给负载L1。其中，负载L1如未完全耗用逆变模块14所逆变出的全部电力，则多余电力将流向市电E1之电网上或流向电表模块10。因此，现有的并网供电系统系透过电池逆变器以将多余电力逆变为直流电力，并对电池模块B1充电。

因现有的并网供电系统透过二次的逆变转换(一次逆变模块14及一次电池逆变器)，藉此造成电能转换效率不高、电能耗损、电能浪费或是拉长对电池模块B1充电的时间。然而，本实施例透过直流转换模块12的设计，以取代现有的电池逆变器，以使电表模块10侦测出多余电力时，一部份之太阳能电力将经由直流转换模块12转换为对电池模块B1充电的充电电力。因此，本实施例可降低多余电力流向市电E1之电网上，并减少电能耗损以及提升对电池模块B1充电的效率。

此外，现有的电池逆变器亦无法了解到太阳能蓄电模块S1的信息。因此，电池逆变器无法得知逆变模块14是否工作，藉此无法判断何时对电池模块B1充电以及电池模块B1放电的时机。所以，现有的并网供电系统无法完全实现自动化控制。再者，现有的电池逆变器是挂在市电E1之电网上，实际上储存于电池模块B1的电能有可能来自于市电E1的电能，而非是多余电力。但是，本实施例透过直流转换模块12可克服上述问题，以达到完全实现自动化控制，以及不使用市电E1来对电池模块B1充电之无法预期功效。

逆变模块14电性连接太阳能蓄电模块S1、直流转换模块12、电表模块10及负载L1。在实务上，逆变模块14例如透过并网逆变器、全桥逆变器或半桥逆变器来实现。逆变模块14用以将直流电转换为交流电，并提供交流电力给负载L1。例如逆变模块14为一并网逆变器，并网逆变器将太阳能电力逆变以供电给负载L1，于供电电力大于负载L1所消耗的电力时，并网逆变器将溢泄多余电力至市电E1之电网。本实施例不限制逆变模块14的态样。

基于上述，于逆变模块14逆变供电给负载L1，而溢泄多余电力至市电E1之电网上时。也就是说，直流转换模块12检测出太阳能电力存在，并检测出一多余电力流经电表模块10时，太阳能电力之一第一电力经由逆变模块14逆变，以供电给负载L1。太阳能电力之一第二电力透过直流转换模块12转换为一充电电力，以对电池模块B1充电。

直流转换模块12检测出太阳能电力无法满足逆变模块14运作，且电池模块B1满足放电条件时，电池模块B1输出的电池电力，电池电力透过直流转换模块12转换为一直流电力，直流电力经由逆变模块14逆变以供电给负载L1。也就是说，当无太阳光、太阳光较微弱或太阳能面板接收到微弱光能时，电池模块B1及直流转换模块12将处于放电模式，并经由直流转换模块12以输出直流电力给逆变模块14，藉此逆变模块14可逆变输出交流电给负载L1。

接下来，进一步说明并网供电系统1的运作情形。

图2为本实用新型另一实施例之并网供电系统之运作示意图。图3为本实用新型另一实施例之并网供电系统之运作示意图。请参阅图2及图3。图2所绘示为一太阳能电力SP充足，且市电E1之电网上具有多余电力时的并网供电系统1之运作情形。

详细来说，电表模块10侦测出多余电力时，电表模块10将透过传输线T1以通知直流转换模块12，以使直流转换模块12及电池模块B1处于充电模式。因此，太阳能电力SP将分流为第一电力P1及第二电力P2。其中第一电力P1流经逆变模块14，并经逆变转换以供电给负载L1。而第二电力P2流经直流转换模块12，并经升降压转换以供电给电池模块B1。所以，太阳能电力SP之一部分将直接转换为对电池模块B1充电的充电电力CP，藉此降低市电E1之电网上之多余电力的产生。

值得一提的是，当市电E1之电网上具有较小的多余电力时，太阳能电力SP可分流出较小的第二电力P2，以对电池模块B1充电。同理可知，当市电E1之电网上具有较大的多余电力时，太阳能电力SP可分流出较大的第二电力P2，以对电池模块B1充电。也就是说，当多余电力越大时，第二电力P2也就越大，藉此降低市电E1之电网上的多余电力产生，或是使多余电力降至一默认值以下。

接着，图3所绘示为一太阳能电力SP不足或无太阳能电力SP时的并网供电系统1之运作情形。当无太阳光、太阳光较微弱或太阳能面板接收到微弱光能时，直流转换模块12检测出太阳能电力SP无法满足逆变模块14运作，且电池模块B1满足放电条件。因此，电池模块B1及直流转换模块12将处于放电模式，并经由直流转换模块12以输出直流电力给逆变模块14，藉此逆变模块14可逆变输出交流电给负载L1。

由此可知，相对于现有的并网供电系统不足之处，本实施例之太阳能电力SP通过直流转换模块12的一次转换，以对电池模块B1充电。再者，直流转换模块12的转换效率可做到比现有的电池逆变器更高。所以，本实施例之并网供电系统1的整体效率提升。

由于直流转换模块12所处位置为太阳能蓄电模块S1与逆变模块14之间。因此透过检测太阳能电力SP的电压以获取并网部分的工作信息，藉此实现整个系统的自动化控制。此外，本实施例之直流转换模块12相对于现有的直流-交流转换的电池逆变器。直流转换模块12在设计上线路更加简单、成本更低，藉此使得并网供电系统1具有较佳的竞争优势。

进一步来说本实施例之并网供电系统的细部电路。

图4为本实用新型另一实施例之并网供电系统之示意图。请参阅图4。其中，电表模块10透过一侦测电路100以侦测多余电力。在实务上，侦测电路100例如为量测市电E1之电网上的电流、电量、电压或电流流向的量测电路。本实施例不限制侦测电路100的态样。

此外，直流转换模块12包括一控制电路120、一升降压转换电路122及一检测电路124。在实务上，控制电路120电性连接升降压转换电路122。升降压转换电路122电性连接于电池模块B1、太阳能蓄电模块S1及逆变模块14之间。检测电路124电性连接控制电路120与太阳能蓄电模块S1。本实施例不限制直流转换模块12的态样。

控制电路120用以控制升降压转换电路122及电池模块B1的充电运作或放电运作。也就是说，控制电路120用以控制升降压转换电路122中的开关之导通或截止，以使电力能双向流动。例如电力自太阳能蓄电模块S1流经升降压转换电路122后，而流向电池模块B1；或是电力自电池模块B1流经升降压转换电路122后，而流向太阳能蓄电模块S1。

另外，检测电路124用以检测太阳能电力的存在或太阳能电力的电压、电流或其它参数。检测电路124例如为检测太阳能蓄电模块S1的电流、电量、电压的量测电路。检测电路124检测出太阳能电力无法满足逆变模块14运作，且电池模块B1满足放电条件时，电池模块B1输出的电池电力。电池电力透过直流转换模块12的升降压转换电路122转换为一直流电力，直流电力经由逆变模块14逆变以供电给负载L1。本实施例不限制控制电路120及检测电路124的态样。其余部分均相同，在此不予赘述。

图5为本实用新型另一实施例之并网供电系统之示意图。请参阅图5。其中图5中与图1中的并网供电系统1b、1二者结构相似，而以下将对二者所包括的相同组件以相同标号表示。并网供电系统1b、1二者的差异在于：并网供电系统1b还包括一直流负载DL。

在实务上，直流负载DL电性连接直流转换模块12。直流转换模块12用以供电给直流负载DL。直流负载DL例如耗用直流电的负载。其中直流负载DL例如为LED灯、风扇或其它直流装置。本实施例不限制直流负载DL的态样。其余部分均相同，在此不予赘述。

图6为本实用新型另一实施例之并网供电系统之示意图。请参阅图6。其中图6中与图1中的并网供电系统1c、1二者结构相似，而以下将对二者所包括的相同组件以相同标号表示。并网供电系统1c、1二者的差异在于：并网供电系统1c还包括一逆变器IT。在实务上，逆变器IT电性连接直流转换模块12。直流转换模块12用以供电给逆变器IT以进行电能逆变转换。逆变器IT例如透过全桥逆变器或半桥逆变器来实现。本实施例不限制逆变器IT的态样。

也就是说，直流转换模块12除了可将电能储存到电池模块B1外。同时也可对直流转换模块12进行设计上的扩展，以实现直流电压输出给直流负载DL或逆变器IT使用，藉此满足多样化的储能需求。其余部分均相同，在此不予赘述。

综上所述，本实用新型提供一种并网供电系统，透过位于太阳能电力端之直流转换模块以取得并网部分的工作信息。且直流转换模块未挂在市电电网上，藉此太阳能电力经由直流转换模块的一次转换，以对电池模块充电。也就是说，本实施例之并网供电系统克服现有之并网供电系统之「无法完全实现自动化控制」、「使用来自于市电的电能对电池模块充电」以及「无法判断何时对电池模块充电以及电池模块放电的时机」等问题。如此一来，本实施例确实达到「完全实现自动化控制」、「降低二次电能转换之损耗」以及「不使用市电来对电池模块充电」等之无法预期功效。

以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以限定本实用新型的专利保护范围。本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本实用新型的专利保护范围内。

符号说明

1、1a、1b、1c：并网供电系统

10：电表模块

100：侦测电路

12：直流转换模块

120：控制电路

122：升降压转换电路

124：检测电路

14：逆变模块

SP：太阳能电力

P1：第一电力

P2：第二电力

CP：充电电力

DP：电池电力

T1：传输线

DL：直流负载

IT：逆变器

B1：电池模块

E1：市电

S1：太阳能蓄电模块。

Claims (10)

1.一种并网供电系统，适用于将一太阳能蓄电模块所输出的一太阳能电力、一电池模块所输出的一电池电力及一市电并网以供电给一负载，其特征在于，该并网供电系统包括：

一电表模块，电性连接该市电及该负载；

一直流转换模块，电性连接该电池模块及该太阳能蓄电模块；及

一逆变模块，电性连接该太阳能蓄电模块、该直流转换模块、该电表模块及该负载；

其中，该直流转换模块检测出该太阳能电力存在，并检测出一多余电力流经该电表模块时，该太阳能电力的一第一电力经由该逆变模块逆变，以供电给该负载，该太阳能电力的一第二电力透过该直流转换模块转换为一充电电力，以对该电池模块充电。

2.根据权利要求1所述的并网供电系统，其特征在于，其中该直流转换模块包括一检测电路，电性连接该太阳能蓄电模块，该检测电路用以检测该太阳能电力的存在及采集该太阳能电力的参数。

3.根据权利要求2所述的并网供电系统，其特征在于，其中该检测电路检测出该太阳能电力无法满足该逆变模块运作，且该电池模块满足放电条件时，该电池模块输出该电池电力，该电池电力透过该直流转换模块转换为一直流电力，该直流电力经由该逆变模块逆变以供电给该负载。

4.根据权利要求2所述的并网供电系统，其特征在于，其中该直流转换模块还包括一控制电路及一升降压转换电路，该控制电路电性连接该升降压转换电路及该检测电路，该升降压转换电路电性连接于该电池模块、该太阳能蓄电模块及该逆变模块之间，该控制电路用以控制该升降压转换电路及该电池模块的充电运作或放电运作。

5.根据权利要求4所述的并网供电系统，其特征在于，其中该电表模块具有一侦测电路，用以侦测该多余电力，该控制电路与该电表模块有线通讯或无线通讯。

6.根据权利要求5所述的并网供电系统，其特征在于，还包括一传输线，电性连接于该电表模块及该直流转换模块之间，该电表模块透过该传输线与该直流转换模块通讯，该传输线为全双工或半双工的通讯线。

7.根据权利要求1、5或6所述的并网供电系统，其特征在于，其中该电表模块为机械式电表、电子式电表或智能型电表。

8.根据权利要求1所述的并网供电系统，其特征在于，其中该逆变模块为一并网逆变器，该并网逆变器将该太阳能电力逆变以供电给该负载，在供电电力大于该负载所消耗的电力时，将溢泄该多余电力至该市电的电网。

9.根据权利要求1所述的并网供电系统，其特征在于，还包括一直流负载，电性连接该直流转换模块，该直流转换模块用以供电给该直流负载。

10.根据权利要求1所述的并网供电系统，其特征在于，还包括一逆变器，电性连接该直流转换模块，该直流转换模块用以供电给该逆变器。