CN206452121U - 智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，包括控制模块、光伏整流模块组、光伏检测模块、市电整流模块组和蓄电池组。控制模块分别连接到光伏整流模块组、光伏检测模块、市电整流模块组和蓄电池组；光伏检测模块连接到光伏整流模块组，为对光伏整流模块组的发电量进行检测的模块；光伏整流模块组连接到电源系统外部的负载，为在光伏整流模块组发电量大于等于预设容量或大于零且小于预设容量时向负载供电的模块；市电整流模块组连接到负载，为在光伏整流模块组的发电量为零时、在平电时段和谷电时段向负载供电的模块；蓄电池组连接到负载，为在光伏整流模块组的发电量为零时、在峰电时段向负载供电的模块，如此，实现了节能效果最大化。

Description

智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统

技术领域

本申请涉及通信电源设备领域，具体地说，涉及一种智能型移峰填谷叠加光伏发电系统。

背景技术

移峰填谷，指的是在用电设备要求持续供电不间断的供电系统，如通信机房，供电负荷持续不改变的情况下，减少供电高峰用电，增加供电低谷用电。

长期以来，电网用电不平衡，白天用电供不应求，供电公司对用户限电现象频繁发生，夜间用电供大于求，既对电网造成安全隐患，又造成能源浪费。因此便需要给电网移峰填谷，减小电网负荷。

在现有通信电源供电系统中，已经大量采用了各种节能减排技术，如通信电源移峰填谷系统，通常是按当地峰谷电价时间段，设置相应的时间段放电、充电、单供等运行方式；如利用光伏发电与现有通信电源系统叠加供电，采用光伏优先的运行方式等。如何在现有的一种节能减排技术的基础上合理的增加另一种节能减排技术，如在现有移峰填谷系统中引入光伏发电新能源或在现有光伏发电系统中引入移峰填谷技术，并能有效的发挥每项技术的功能和充分发挥新能源资源的作用，成为通信运营商关注的热点。

实用新型内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，引入了光伏发电整流模块组，采用光伏发电优先的系统设计，自动判断光伏整流模块组的发电量，自动调整移峰填谷的时间段和时长，确保在安全供电的基础上，实现储能资源利用最大化，节能效果最大化。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

本实用新型提供一种智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于，包括：控制模块、光伏整流模块组、光伏检测模块、市电整流模块组和蓄电池组，

所述控制模块，分别连接到所述光伏整流模块组、所述光伏检测模块、所述市电整流模块组和所述蓄电池组；

所述光伏检测模块，连接到所述光伏整流模块组，为对所述光伏整流模块组的发电量进行检测的模块；

所述光伏整流模块组，连接到所述电源系统外部的负载，为在所述光伏整流模块组发电量大于等于预设容量或大于零且小于预设容量时向所述负载供电的模块；

所述市电整流模块组，连接到所述电源系统外部的负载，为在所述光伏整流模块组的发电量为零时、在平电时段和谷电时段向所述负载供电的模块；

所述蓄电池组，连接到所述电源系统外部的负载，为在所述光伏整流模块组的发电量为零时、在峰电时段向所述负载供电的模块。

优选地，其中：

所述市电整流模块组，进一步连接到所述蓄电池组，所述市电整流模块组进一步为在谷电时段对所述蓄电池组进行浮充的模块。

优选地，其中：

所述光伏整流模块组，进一步连接到所述蓄电池组，所述光伏整流模块组进一步为在向所述负载的供电完成后仍有多余电量时对所述蓄电池组进行充电的模块。

优选地，其中：

所述电源系统进一步包括：市电检测模块；

所述市电检测模块连接到所述市电整流模块组和控制模块，所述市电检测模块为对所述市电整流模块组的工作状态进行检测的模块。

优选地，其中：

所述蓄电池组的容量不小于峰电时段负载所需的总电量。

优选地，其中：

所述蓄电池组为磷酸铁锂蓄电池组。

优选地，其中：

所述负载为通信设备。

与现有技术相比，本申请所述的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，达到了如下效果：

第一、本申请的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统中，引入了光伏发电整流模块组，采用光伏发电优先的系统设计，自动判断光伏整流模块组的发电量，自动调整移峰填谷的时间段和时长，确保在安全供电的基础上，实现储能资源利用最大化，节能效果最大化。

第二、本申请的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统中，合理利用光伏发电，有效利用了太阳能，将移峰填谷电源系统和光伏发电系统两套系统整合成一套系统，在充分利用两种节能减排技术的基础上，节省了机房空间和设备成本，减少了维护工作量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统构成示意图；

图2为本实用新型智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的运行方法的流程图；

图3为本实用新型智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统包含市电检测模块的构成示意图；

图4为本实用新型应用实施例中智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的构成示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

实施例1

参见图1，本申请提供一种智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统100，其特征在于：包括：控制模块10、光伏整流模块组20、光伏检测模块30、市电整流模块组40和蓄电池组50，

所述控制模块10，分别连接到所述光伏整流模块组20、所述光伏检测模块30、所述市电整流模块组40和所述蓄电池组50；

所述光伏检测模块30，连接到所述光伏整流模块组20，为对所述光伏整流模块组20的发电量进行检测的模块；

所述光伏整流模块组20，连接到所述电源系统外部的负载200，为在所述光伏整流模块组20发电量大于等于预设容量或大于零且小于预设容量时向所述负载200供电的模块；

所述市电整流模块组40，连接到所述电源系统外部的负载200，为在所述光伏整流模块组20的发电量为零时、在平电时段和谷电时段向所述负载200供电的模块；

所述蓄电池组50，连接到所述电源系统外部的负载200，为在所述光伏整流模块组20的发电量为零时、在峰电时段向所述负载200供电的模块。

具体地，本申请中的控制模块10用于向光伏检测模块30发送检测指令，判断光伏整流模块组20的发电量，并根据光伏整流模块组20的发电量确定智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统100的运行模式。

本申请中的光伏整流模块组20，用于进行光伏发电，在发电量大于等于预设容量时，在峰电时段、平电时段和谷电时段向负载200供电，并在发电量小于预设容量时，在峰电时段和平电时段向负载200供电。

本申请中的光伏检测模块30，用于在接收到控制模块10的检测指令后，判断光伏整流模块组20的发电量，并将光伏整流模块组20的发电量发送至控制模块10。

本申请中的蓄电池组50，用于在光伏整流模块组20的发电量为零时，在峰电时段向负载200供电，并用于在光伏整流模块组20的发电量小于预设容量、且在峰电时段当光伏整流模块组20的发电量小于峰电时段的负载200容量时向负载200供电，补充光伏整流模块组20发电不足部分。

本申请中的市电整流模块组40，进一步连接到蓄电池组50，用于在光伏整流模块组20的发电量为零时，在平电时段和谷电时段向负载200供电，在谷电时段对蓄电池组50进行浮充，并用于在光伏整流模块组20的发电量小于预设容量、且在平电时段当光伏整流模块组20的发电量小于平电时段的负载200容量时向负载200供电，补充光伏整流模块组20发电不足部分。

本实用新型所提供的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统100在运行过程中，首先利用光伏检测模块30判断光伏整流模块组20的发电情况，如果光伏整流模块组20进行了发电，则优先使用光伏发电的电量。

具体地，当天气晴好时，光伏整流模块组20能够发电充分，当光伏检测模块30判断光伏整流模块组20的发电量大于等于预设容量时，此时无论智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统100运行在峰电时段、平电时段还是谷电时段，都优先采用光伏整流模块组20向负载200供电，这样就能在很大程度上减少市电整流模块组40和蓄电池组50的供电量，为节能减排做出了巨大的贡献。本申请中的预设容量根据当地负载200的用电量进行灵活设置，此处不会具体数量作出要求。

由于天气原因，当光伏整流模块组20的发电量达不到预设容量时，若系统工作在峰电供电时段，则优先采用光伏电能向负载200供电，不足部分再由蓄电池组50补充；若系统工作在平电时段，也优先采用光伏电能向负载200供电，不足部分再由市电整流模块组40补充。此种工作模式中，也是优先采用光伏电能向负载200供电，当光伏电能不足时再采用市电整流模块组40或蓄电池组50向负载200供电。这种方式大大缓解了市电整流模块组40和蓄电池组50的供电压力，减少了市电整流模块组40和蓄电池组50的供电量，同样实现了节能减排的效果。

当天气为阴天，光伏整流模块组20的发电量为零时，系统按照峰电时段放电、平电时段单供、谷电时段浮充的方式运行，也就是说，采用在峰电时段通过蓄电池组50向负载200供电、在平电时段通过市电整流模块组40向负载200供电、谷电时段通过市电整流模块组40向负载200供电并对蓄电池组50进行浮充的模式运行。采用此种方式，即使光伏电能为零也不会影响负载200的正常供电。

本申请中的光伏检测模块30，进一步用于判定光伏整流模块子在当天的光伏发电过程是否结束，并在光伏发电过程结束时，自动统计当天光伏整流模块组20的发电量，并将光伏整流模块组20的发电量发送至控制模块10；

本申请中的控制模块10，进一步用于计算蓄电池组50的剩余总电量，当蓄电池组50的剩余总电量大于预设电量时，在每天谷电时段之前的平电时段首先采用蓄电池向负载200供电，并且控制市电整流模块组40在蓄电池向负载200供电的过程中不对蓄电池进行浮充，直至蓄电池组50的剩余总电量为零时，再控制市电整流模块组40向负载200供电。

在谷电时段之前的平电时段首先采用蓄电池向负载200供电，可以将蓄电池中存储的电量得到百分百的利用，在谷电时段再对蓄电池进行浮充，此种方式能够保证蓄电池储能的最大化利用，提高了蓄电池储能的利用效率。

本申请中的光伏整流模块组20进一步连接到蓄电池组50，该光伏整流模块组20进一步为在向负载200的供电完成后仍有多余电量时对所述蓄电池组50进行充电的模块。

本申请中的控制模块10，进一步用于：当光伏整流模块组20的发电量大于等于预设容量，且光伏整流模块组20在向负载200的供电完成后仍有多余电量时，自动控制光伏整流模块组20向蓄电池组50进行充电。如此则能够将光伏整流模块组20所发的电量进行最大化的利用，减少市电整流模块组40向蓄电池提供的电量，同样有利于节能减排。

本申请所提供的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统100，进一步包括：市电检测模块60，参见图3，市电检测模块60连接到所述市电整流模块组40和控制模块10。该市电检测模块60，用于检测市电整流模块组40的工作状态，并在市电整流模块组40工作异常时将异常信号发送至智能控制模块10并发出报警信号，通知相应的工作人员，以尽快恢复市电整流模块组40的正常工作。

本申请中的蓄电池组50按照当地峰电时段放电时长进行容量配置，使得蓄电池组50的容量不小于峰电时段负载200所需的总电量，以保证对负载200正常供电。

本申请中的蓄电池组50优选为磷酸铁锂蓄电池组。

本申请中的负载200可选为通信设备201，参见图4。

实施例2

以下提供本申请智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的运行方法的实施例。参见图2所示为本申请智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的运行方法的流程图，该方法包括：

步骤101、判断光伏整流模块组的发电量，根据光伏整流模块组的发电量确定智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的运行模式：

步骤102、当光伏整流模块组的发电量为零时，智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统采用在峰电时段通过蓄电池组向负载供电、在平电时段通过市电整流模块组向负载供电、谷电时段通过市电整流模块组向负载供电并对蓄电池组进行浮充的模式运行；

步骤103、当光伏整流模块组的发电量大于等于预设容量时，移峰填谷系统电源系统在峰电时段、平电时段和谷电时段均采用光伏整流模块组向负载供电；

步骤104、当光伏整流模块组的发电量小于预设容量时，智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统在峰电时段采用光伏整流模块组向负载供电，当光伏整流模块组的发电量小于峰电时段的负载容量时，系统控制蓄电池组放电补充光伏发电不足部分；智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统在平电供电时段采用光伏整流模块组向负载供电，当光伏整流模块组的发电量小于平电时段的负载容量时，在平电时段系统控制采用市电整流模块组补充光伏发电不足部分。

需要说明的是，上述步骤102至步骤104属于并行的关系，均属于步骤101的子步骤。

本实用新型所提供的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的运行方法中，首先判断光伏整流模块组的发电情况，如果光伏整流模块组进行了发电，则优先使用光伏发电的电量。

具体地，参见步骤103，当天气晴好时，光伏整流模块组能够发电充分，当其发电量大于等于预设容量时，此时无论智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统运行在峰电时段、平电时段还是谷电时段，都优先采用光伏整流模块组向负载供电，这样就能在很大程度上减少市电整流模块组和蓄电池组的供电量，为节能减排做出了巨大的贡献。本申请中的预设容量根据当地负载的用电量进行灵活设置，此处不会具体数量作出要求。

由于天气原因，当光伏整流模块组的发电量达不到预设容量时，参见步骤104，若系统工作在峰电供电时段，则优先采用光伏电能向负载供电，不足部分再由蓄电池组补充；若系统工作在平电时段，也优先采用光伏电能向负载供电，不足部分再由市电整流模块组补充。此种工作模式中，也是优先采用光伏电能向负载供电，当光伏电能不足时再采用市电整流模块组或蓄电池组向负载供电。这种方式大大缓解了市电整流模块组和蓄电池组的供电压力，减少了市电整流模块组和蓄电池组的供电量，同样实现了节能减排的效果。

当天气为阴天，光伏整流模块组的发电量为零时，参见步骤102，系统按照峰电时段放电、平电时段单供、谷电时段浮充的方式运行，也就是说，采用在峰电时段通过蓄电池组向负载供电、在平电时段通过市电整流模块组向负载供电、谷电时段通过市电整流模块组向负载供电并对蓄电池组进行浮充的模式运行。采用此种方式，即使光伏电能为零也不会影响负载的正常供电。

进一步地，本实用新型的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的运行方法还包括：判定光伏整流模块组在当天的光伏发电过程是否结束，并在光伏发电过程结束时，自动统计当天光伏整流模块组的发电量，并计算蓄电池组的剩余总电量，当蓄电池组的剩余总电量大于预设电量时，在每天谷电时段之前的平电时段首先采用蓄电池向负载供电，并且在蓄电池向负载供电的过程中不对蓄电池进行浮充，直至蓄电池组的剩余总电量为零时，再采用市电整流模块组向负载供电。

在谷电时段之前的平电时段首先采用蓄电池向负载供电，可以将蓄电池中存储的电量得到百分百的利用，在谷电时段再对蓄电池进行浮充，此种方式能够保证蓄电池储能的最大化利用，提高了蓄电池储能的利用效率。

进一步地，当天晴晴好，光伏整流模块组的发电量大于预设容量，且光伏整流模块组在向负载的供电完成后仍有多余电量，则系统会自动控制光伏整流模块组向蓄电池组进行充电。如此则能够将光伏整流模块组所发的电量进行最大化的利用，减少市电整流模块组向蓄电池提供的电量，同样有利于节能减排。

本申请所提供的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的运行方法，进一步包括：检测市电整流模块组的工作状态，并在市电整流模块组工作异常时发出报警信号，通知相应的工作人员，以尽快恢复市电整流模块组的正常工作。

本申请中的蓄电池组按照当地峰电时段放电时长进行容量配置，使得蓄电池组的容量不小于峰电时段负载所需的总电量，以保证对负载正常供电。

实施例3

以下提供本申请移智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统的一种应用实施例，参见图4。

某通信基站机房，48V电源供电系统，系统负载电流60A，负载平均功率3KW，图4中的负载体现为通信设备201。该基站机房处于中部地区，当地电力公司公布的电价时段分别为峰电8小时(8点～12点，18点～22点)、平电8小时(12点～18点，22点～24点)、谷电8小时(0点～8点)。

48V磷酸铁锂蓄电池组51按照8小时放电2小时后备原则配置，总容量配置48V/600AH；光伏组件21按照6小时平均输出功率3KW配置，光伏组件总功率配置8KW；光伏整流模块21(GFMK)配置48V/50A模块3只；市电整流模块41(SDMK)配置配置48V/50A模块4只；智能控制模块11、市电检测模块61、光伏检测模块31各配置一只。

如图4所示，光伏整流模21(GFMK)块和市电整流模块41(SDMK)为同一型号的模块，模块插在光伏整流与市电整流不同的槽位，通过智能控制模块11的控制，实现相应的功能。

当天气阴天，光伏发电为零时，系统按照峰电时段放电8小时、平电时段单供8小时、谷电时段浮充8小时方式运行；

当天气晴好时，8点～10点时段，光伏发电功率小于3KW，此时系统自动优先使用光伏电能向负载供电，不足部分由蓄电池组放电补充；10点～14点，光伏发电功率大于3KW，此时系统自动优先使用光伏电能向负载供电，大于负载的部分电能向蓄电池组充电；14点～18点，光伏发电功率小于3KW，此时系统自动优先使用光伏电能向负载供电，不足部分由市电整流模块并联补充；18点～22点为峰电时端，由于光伏发电为零，系统自动执行蓄电池放电时段；22点～24点为平电时段，系统将自动统计出当天光伏发电总电量，并计算出蓄电池剩余总电量，在这一时段系统进行蓄电池放电与市电整流模块供电并联运行，保持蓄电池组放出预定的容量，保持储能效率最大化；24点～8点，系统自动执行浮充工作状态，光伏发电统计请零；次日8点以后自动进行下一次循环。

当多云天气时，光伏发电达不到设计容量，8点～12点峰电供电时段，系统自动优先使用光伏电能，不足部分由蓄电池组补充；12点～18点平电单供时段，系统自动优先使用光伏电能，不足部分由市电整流模块补充；18点～22点为峰电时端，由于光伏发电为零，系统自动执行蓄电池放电时段；22点～24点为平电时段，系统将自动统计出当天8点～12点光伏发电总电量即蓄电池剩余总电量，在这一时段系统进行蓄电池放电与市电整流模块供电并联运行，保持蓄电池组放出预定的容量，保持储能效率最大化；24点～8点，系统自动执行浮充工作状态，光伏发电统计请零；次日8点以后自动进行下一次循环。

通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是：

第一、本申请的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统中，引入了光伏发电整流模块组，采用光伏发电优先的系统设计，自动判断光伏整流模块组的发电量，自动调整移峰填谷的时间段和时长，确保在安全供电的基础上，实现储能资源利用最大化，节能效果最大化。

第二、本申请的智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统中，合理利用光伏发电，有效利用了太阳能，将移峰填谷电源系统和光伏发电系统两套系统整合成一套系统，在充分利用两种节能减排技术的基础上，节省了机房空间和设备成本，减少了维护工作量。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于，包括：控制模块、光伏整流模块组、光伏检测模块、市电整流模块组和蓄电池组，

所述控制模块，分别连接到所述光伏整流模块组、所述光伏检测模块、所述市电整流模块组和所述蓄电池组；

所述光伏检测模块，连接到所述光伏整流模块组，为对所述光伏整流模块组的发电量进行检测的模块；

所述光伏整流模块组，连接到所述电源系统外部的负载，为在所述光伏整流模块组发电量大于等于预设容量或大于零且小于预设容量时向所述负载供电的模块；

所述市电整流模块组，连接到所述电源系统外部的负载，为在所述光伏整流模块组的发电量为零时、在平电时段和谷电时段向所述负载供电的模块；

所述蓄电池组，连接到所述电源系统外部的负载，为在所述光伏整流模块组的发电量为零时、在峰电时段向所述负载供电的模块。

2.根据权利要求1所述智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于：

所述市电整流模块组，进一步连接到所述蓄电池组，所述市电整流模块组进一步为在谷电时段对所述蓄电池组进行浮充的模块。

3.根据权利要求1所述智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于：

所述光伏整流模块组，进一步连接到所述蓄电池组，所述光伏整流模块组进一步为在向所述负载的供电完成后仍有多余电量时对所述蓄电池组进行充电的模块。

4.根据权利要求1所述智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于：所述电源系统进一步包括：市电检测模块；

所述市电检测模块连接到所述市电整流模块组和控制模块，所述市电检测模块为对所述市电整流模块组的工作状态进行检测的模块。

5.根据权利要求1所述智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于：所述蓄电池组的容量不小于峰电时段负载所需的总电量。

6.根据权利要求1所述智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于：所述蓄电池组为磷酸铁锂蓄电池组。

7.根据权利要求1所述智能型移峰填谷叠加光伏发电的电源系统，其特征在于：所述负载为通信设备。