CN206259732U - 一种多能互补系统 - Google Patents

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吴永钢
景俊甫
张玉何
王鹏凌
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Nantong Guoxuan New Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种多能互补系统，包括光伏系统、储能馈网系统、充电站子系统、并网系统和能量监控管理系统；光伏系统包括太阳能电池组件、汇流箱、逆变器、用电负载；太阳能电池阵列通过汇流箱与逆变器相连接，逆变器通过并网配电装置与用电负载相连接；汇流箱、逆变器、并网配电装置分别发出数据线与数据采集装置相连接，数据采集装置的输入端与传感器连接、输出端与监控显示装置相连接；储能馈网系统由多个并列的模块化储能单元构成，每个模块化储能单元包括集成在一个集装箱内的电池组、充电机、馈网逆变器。本实用新型有效利用太阳能对电动汽车充电并回馈电网；利用蓄电池贮能作为移动的充电站，提高供电网络稳定性，降低用电成本。

Description

一种多能互补系统
技术领域
本实用新型涉及一种互补系统，尤其涉及一种多能互补系统。
背景技术
电动汽车不燃烧汽油和柴油，所使用的锂电池是国际公认的环保电池，具有极佳的环保性能，随着电动汽车的快速发展，电动汽车充电站的建设和有效利用变的尤为重要。因此，如何利用多种能源为电动汽车提供方便、稳定的电能供给是未来新能源运用中的重要课题之一，这也是目前制约电动洗车高速发展的主要因素。
实用新型内容
为了解决上述技术问题中的不足之处，本实用新型提供了一种多能互补系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种多能互补系统，包括光伏系统、储能馈网系统、充电站子系统、并网系统和能量监控管理系统；光伏系统包括太阳能电池组件、汇流箱、逆变器、用电负载；太阳能电池组件通过汇流箱与逆变器相连接，逆变器通过并网配电装置与用电负载相连接；汇流箱、逆变器、并网配电装置分别发出数据线与数据采集装置相连接，数据采集装置的输入端与传感器连接、输出端与监控显示装置相连接；
太阳能电池组件按20块组成一串，每个组串接入12路/16路智能直流汇流箱，汇流后接入逆变器的直流侧，经过逆变器输出三相400V交流电，通过升压变压器升压至10kV，形成一个发电单元；并网系统包括发电单元接线和电气主接线；发电单元通过发电单元接线接入发电系统，单个1000kW光伏阵列构成一个发电系统；
储能馈网系统由多个并列的模块化储能单元构成，每个模块化储能单元包括集成在一个集装箱内的电池组、充电机、馈网逆变器；馈网逆变器将电池组电能由直流逆变成交流，作固定式的储能电站使用时，与电网联接回馈电网，作移动储能电站时可用作应急三相交流电源。
充电站子系统包括直流充电桩和交流充电桩；直流充电桩和交流充电桩同时接入能量监控管理系统；能量监控系统包括电池管理系统。
用电负载接入有公共电网，用电负载包括直流配电柜、交流配电柜。
每个模块化储能功能单元配储能电池1000kWH,120KW充电机2台，正常工作时为电池组充电，作为移动储能电站使用时，兼作移动直流充电桩，为电动车进行大功率快速充电。电池组选取磷酸铁锂蓄电池组，经重组后形成标准电池组，电池组容量为500kWH。
本实用新型，采用多能互补方案，集市电、光伏和储能互补供电，有效利用太阳能对电动汽车充电、利用太阳能发电并回馈电网；利用蓄电池贮能作为移动的充电站、利用电网谷时贮电，峰时回馈电网，有效削峰填谷，提高供电网络稳定性，降低用电成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型光伏发电系统的结构框图。
图2是本实用新型的通信系统拓扑框图。
具体实施方式
如图1-图2所示，本实用新型包括光伏系统、储能馈网系统、充电站子系统、并网系统和能量监控管理系统；光伏系统包括太阳能电池组件、汇流箱、逆变器、用电负载；太阳能电池组件通过汇流箱与逆变器相连接，逆变器通过并网配电装置与用电负载相连接；汇流箱、逆变器、并网配电装置分别发出数据线与数据采集装置相连接，数据采集装置的输入端与传感器连接、输出端与监控显示装置相连接；
本实用新型的光伏组件采用国内生产的太阳能电池板，单块容量为260W。每个发电系统共布置太阳能组件15400块，组件布置于东源新能源厂房屋顶。其中，太阳能电池组件所发直流电通过逆变器逆变成50HZ、400V的交流电再升压至10kV送入电网；太阳能电池组件按20块组成一串，每个组串接入12路/16路智能直流汇流箱，汇流后接入逆变器的直流侧，经过逆变器输出三相400V交流电，通过升压变压器升压至10kV，形成一个发电单元；并网系统包括发电单元接线和电气主接线；发电单元通过发电单元接线接入发电系统，单个1000kW光伏阵列构成一个发电系统；发电系统的电压为400V，经汇流后，升压至10kV，其中并网点10kV为单母线接线，可采用在原10kV变电所新增一面并网柜，采用10kV高压侧并网(最终以供电局接入方案为准)。
储能馈网系统采用模块化设计，由多个并列的模块化储能单元构成，每个模块化储能单元包括集成在一个集装箱内的电池组、充电机、馈网逆变器；正常工作时，在光储充电站作固定储能，紧急情况下，每个集装箱又是一个移动储能电站，可通过专用拖车移动，用于紧急用电的应急三相交流电源及移动直流充电桩，为电动车提供大功率快速充电电源。馈网逆变器将电池组电能由直流逆变成交流，作固定式的储能电站使用时，与电网联接回馈电网，作移动储能电站时可用作应急三相交流电源。每个模块化储能功能单元配储能电池1000kWH,120KW充电机2台，正常工作时为电池组充电，作为移动储能电站使用时，兼作移动直流充电桩，为电动车进行大功率快速充电。电池组选取大巴退役的磷酸铁锂蓄电池组，经重组后形成标准电池组，电池组容量为500kWH。
本实用新型用电负载接入有公共电网，可通过市电电源为其供电，市电作为补充能源，晚上由市电给蓄电池充电，由市电给充电机供电。用电负载包括直流配电柜、交流配电柜，充电站子系统包括直流充电桩和交流充电桩；直流充电桩和交流充电桩同时接入能量监控管理系统；能量监控系统包括电池管理系统(BMS，BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)。
本实用新型集市电、光伏和储能互补供电，白天有光照时，由光伏系统发电，供给充电桩，多余部分优先给蓄电池充电，电池充满后，再供给厂内用电负载使用(如照明、发电设备等)，市电作为补充能源；晚上由市电给蓄电池充电，由市电给充电机供电，能有效地阶梯利用已经有一定使用年限，容量降低的电动汽车动力电池。
本实用新型的电池管理系统的工作方式如下：
a)全面电池信息管理
实时采集每一节电池电压、每个电池箱或电池柜内部温度(根据箱体、机柜尺寸和设计情况，具备多个温度检测点)、整组电池组端电压、充放电电流等；采样精度高，电压精度±(0.2％FS+0.2％RD)，电流精度±(0.5％FS+0.5％RD)。
b)在线SOC诊断
在实时数据采集的基础上，采用多种模式分段处理办法，建立专家数学分析诊断模型，在线测量每一节电池的剩余电量SOC。同时，智能化地根据电池的放电电流和环境温度等对SOC预测进行校正，给出更符合变化负荷下的电池剩余容量及可靠使用时间。
c)无损主动均衡充电管理
在充电过程中，采用“补偿式串联电流均衡法”和“集中式均衡法”两项实用新型专利技术调整单节电池充电电流，保证系统内所有电池的电池端电压在每一时刻有良好的一致性，同时减少有损均衡方法带来的能量浪费，最大均衡电流可达1A。
d)系统保护功能
对运行过程中可能出现的电池严重过压、欠压、过流(短路)、漏电(绝缘)等异常故障情况，通过高压控制单元实现快速切断电池回路，并隔离故障点、及时输出声光报警信息，保证系统安全可靠运行。
e)热管理功能
对电池箱的运行温度进行严格监控，如果温度高于或低于保护值将输出热管理启动信号，系统可配备风机或保温储热装置来调整温度；若温度达到设定的危险值，电池管理系统自动与系统保护机制联动，及时切断电池回路，保证系统安全。
f)自我故障诊断与容错技术
电池管理系统采用先进的自我故障诊断和容错技术，对模块自身软硬件具有自检功能，即使内部故障甚至器件损坏，也不会影响到电池运行安全。不会因电池管理系统故障导致储能系统发生故障，甚至导致电池损坏或发生恶性事故。
g)专业的负荷联动控制及优化
电池管理系统具备相应的数字通讯接口及开放的通讯协议，以及必要的输入输出干节点，可灵活接口PCS、储能电站监控调度系统等，实现联动控制，提高储能电站效率，优化负荷控制和调度决策。
h)灵活的模块化设计
系统采用模块化设计思路，针对储能电站电池增长扩容的需要，可灵活增加ESBMM模块配置，满足升级扩容要求；同时，针对储能电站用“智能一体化电池”的应用，可灵活配置ESBMM模块在电池箱中，方便用户运行维护。
上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种多能互补系统，其特征在于：包括光伏系统、储能馈网系统、充电站子系统、并网系统和能量监控管理系统；所述光伏系统包括太阳能电池组件、汇流箱、逆变器、用电负载；所述太阳能电池组件通过汇流箱与逆变器相连接，逆变器通过并网配电装置与用电负载相连接；所述汇流箱、逆变器、并网配电装置分别发出数据线与数据采集装置相连接，数据采集装置的输入端与传感器连接、输出端与监控显示装置相连接；
所述太阳能电池组件按20块组成一串，每个组串接入12路/16路智能直流汇流箱，汇流后接入逆变器的直流侧，经过逆变器输出三相400V交流电，通过升压变压器升压至10kV，形成一个发电单元；所述并网系统包括发电单元接线和电气主接线；发电单元通过发电单元接线接入发电系统，单个1000kW光伏阵列构成一个发电系统；
储能馈网系统由多个并列的模块化储能单元构成，每个模块化储能单元包括集成在一个集装箱内的电池组、充电机、馈网逆变器；所述馈网逆变器将电池组电能由直流逆变成交流。
2.根据权利要求1所述的多能互补系统，其特征在于：所述充电站子系统包括直流充电桩和交流充电桩；直流充电桩和交流充电桩同时接入能量监控管理系统；所述能量监控系统包括电池管理系统。
3.根据权利要求1所述的多能互补系统，其特征在于：所述用电负载接入有公共电网，用电负载包括直流配电柜、交流配电柜。
4.根据权利要求1所述的多能互补系统，其特征在于：所述每个模块化储能功能单元配储能电池1000kWH,120KW充电机2台。
5.根据权利要求1所述的多能互补系统，其特征在于：所述电池组选取磷酸铁锂蓄电池组，电池组容量为500kWH。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107943106A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 苏州聚晟太阳能科技股份有限公司 具备跟踪功能的mppt汇流箱及其采用的控制方法
CN110535179A (zh) * 2019-09-11 2019-12-03 浙江正泰新能源开发有限公司 一种直流汇流箱级储能系统及其控制方法

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