CN206585339U - 一种基于峰谷平的光伏并网控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，包括蓄电池组、电能测量芯片、时间监测模块和控制模块，控制模块包括用于进行系统决策的PLC控制器、用于进行数据处理的单片机和用于把单片机与PLC控制器进行数据连接的485通信芯片，时间监测模块与PLC控制器连接于一起，单片机、485通信芯片和PLC控制器依次连接于一起，电能测量芯片通过串口与单片机连接于一起，蓄电池组和电网分别与电能测量芯片连接于一起，能够利用峰谷平的时间策略控制系统的开启和关闭，使得蓄电池组能够在谷底时间进行充电储能，并于高峰时间进行放电使用，从而能够节省企业的用电成本，同时也能减轻电网的供电压力。

Description

一种基于峰谷平的光伏并网控制系统

技术领域

本实用新型涉及光伏并网的控制系统领域，尤其是一种基于峰谷平的光伏并网控制系统。

背景技术

白天是企业用电的高峰时间，晚上则是企业用电的谷底时间，并且高峰时间的用电费用远远大于谷底时间的用电费用，但由于企业都只在白天的高峰时间进行用电，而在晚上的谷底时间基本上都不用电，因此会使得企业增大电网的压力，并且企业的用电费用十分高昂，不利于企业的成本投入。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，能够利用峰谷平的时间策略控制系统的开启和关闭，使得蓄电池组能够在谷底时间进行充电储能，并于高峰时间进行放电使用，从而能够节省企业的用电成本，同时也能减轻电网的供电压力。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，包括用于连接电网从而能够利用电网进行充放电的蓄电池组、用于对蓄电池组进行电能检测及充放电控制的电能测量芯片、用于进行实时计时的时间监测模块和用于控制整个系统的运行状态的控制模块，控制模块包括用于进行系统决策的PLC控制器、用于进行数据处理的单片机和用于把单片机与PLC控制器进行数据连接的485通信芯片，时间监测模块与PLC控制器连接于一起，单片机、485通信芯片和PLC控制器依次连接于一起，电能测量芯片通过串口与单片机连接于一起，蓄电池组和电网分别与电能测量芯片连接于一起。

进一步，还包括用于对整个系统进行监测控制的监控计算机，监控计算机的内部设置有用于对系统的运行数据进行备份的数据储存模块，监控计算机与PLC控制器连接于一起。

进一步，监控计算机包括用于输入控制指令的输入设备，输入设备插接于监控计算机之中。

进一步，还包括用于显示整个系统的运行状态的现场指示灯，现场指示灯与PLC控制器连接于一起。

进一步，电能测量芯片的型号为CS5460A。

本实用新型的有益效果是：一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，通过时间监测模块的实时计时，能够利用峰谷平的时间策略控制系统的开启和关闭，使得蓄电池组能够在用电谷底时间进行充电储能，并于电谷高峰时间进行放电使用，从而能够节省企业的用电成本，同时也能减轻电网的供电压力；电能测量芯片能够检测蓄电池组的电能状态以及能够控制蓄电池组进行充电或放电，结合时间监测模块的实时计时功能，能够准确地在用电谷底时段利用电网中的电能对蓄电池组进行充电，并且在用电高峰时段通过蓄电池组向电网进行放电，从而节省了企业的用电成本以及减轻了电网的供电压力；PLC控制器和单片机通过把系统决策和数据分析进行分开处理，能够降低系统数据处理的资源要求，从而能够提高系统数据处理的效率，保证系统的准确性；485通信芯片能够以占用资源最少的前提下保证PLC控制器和单片机之间数据通讯的准确性与稳定性；监控计算机和数据储存模块能够实时记录系统的运行状态，并且能够把系统的运行数据保存下来，从而方便操作人员在维护时进行数据分析与排查；输入设备为操作人员提供了对系统进行直接控制的途径，从而方便操作人员能够直观地对系统进行指令输入；现场指示灯能够同步显示系统的工作状态，从而能够告知操作人员当前系统的运行情况，从而使操作人员能够根据系统的运行情况而采取对应的处理措施。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型基于峰谷平的光伏并网控制系统的原理图；

图2是时间监测模块的电路原理图。

具体实施方式

参照图1-图2，本实用新型的一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，包括用于连接电网从而能够利用电网进行充放电的蓄电池组1、用于对蓄电池组1进行电能检测及充放电控制的电能测量芯片2、用于进行实时计时的时间监测模块3和用于控制整个系统的运行状态的控制模块4，控制模块4包括用于进行系统决策的PLC控制器41、用于进行数据处理的单片机42和用于把单片机42与PLC控制器41进行数据连接的485通信芯片43，时间监测模块3与PLC控制器41连接于一起，单片机42、485通信芯片43和PLC控制器41依次连接于一起，电能测量芯片2通过串口与单片机42连接于一起，蓄电池组1和电网分别与电能测量芯片2连接于一起。PLC控制器41和单片机42通过把系统决策和数据分析进行分开处理，能够降低系统数据处理的资源要求，从而能够提高系统数据处理的效率，保证系统的准确性，而使用485通信芯片43作为PLC控制器41和单片机42之间的通信路径，由于RS-485的通信规则只占用了2个通信引脚，因此485通信芯片43能够以占用资源最少的前提下保证了PLC控制器41和单片机42之间数据通信的准确性与稳定性。

参照图1-图2，当使用本实用新型的基于峰谷平的光伏并网控制系统利用电网对蓄电池组1进行充电和放电处理时，时间监测模块3判断当前的具体时间，并结合电能测量芯片2对电网的用电情况的检测，从而决定蓄电池组1处于充电模式还是放电模式。当时间监测模块3判断当前时间属于夜晚，并且电能测量芯片2对电网的用电情况检测为用电谷底，则说明当前企业的用电量十分小，因此在控制模块4的作用下，电能测量芯片2控制蓄电池组1利用电网进行充电；当时间监测模块3判断当前时间属于白天，并且电能测量芯片2对电网的用电情况检测为用电高峰，则说明当前企业的用电量需求十分大，因此在控制模块4的作用下，电能测量芯片2控制蓄电池组1对电网进行放电。此外，同样的原理，当时间监测模块3判断当前时间属于夜晚，但电能测量芯片2对电网的用电情况检测为用电高峰，为了不影响企业的正常用电，电能测量芯片2控制蓄电池组1暂时不进行充电或者向电网进行放电，直至电能测量芯片2对电网的用电情况检测为用电谷底，才利用蓄电池组1通过电网进行充电；当时间监测模块3判断当前时间属于白天，但电能测量芯片2对电网的用电情况检测为用电谷底，那么，在不影响企业正常用电的情况下，电能测量芯片2控制蓄电池组1以较低的电流值通过电网进行充电，并且一旦企业的用电情况转为用电高峰，在电能测量芯片2的控制下，蓄电池组1即时转为放电状态。因此，在用电谷底的时间段之内对蓄电池组1进行充电储能，并在用电高峰的时间段之内利用蓄电池组1对电网进行放电使用，从而能够减轻电网的供电压力。

此外，由于在大部分城市中对企业的用电政策都是采用时段电价的方式，例如用电高峰的电价为每一度电1.14元，平时时段的电价为每一度电0.7142元，而用电谷底的电价为每一度电0.3795元，因此用电高峰的电价远高于用电谷底的电价，因此，利用本实用新型的基于峰谷平的光伏并网控制系统，使得蓄电池组1能够在用电谷底时间进行充电储能，并于用电高峰时间进行放电使用，利用用电高峰的电价与用电谷底的电价两者之间的差价达到节约生产成本的目的，从而能够大大节省企业的用电成本。

其中，参照图1，本实用新型的基于峰谷平的光伏并网控制系统，还包括用于对整个系统进行监测控制的监控计算机5，监控计算机5的内部设置有用于对系统的运行数据进行备份的数据储存模块51，监控计算机5与PLC控制器41连接于一起。监控计算机5和数据储存模块51能够实时记录系统的运行状态，并且能够把系统的运行数据保存下来，从而方便操作人员在维护时进行数据分析与排查。

其中，参照图1，监控计算机5包括用于输入控制指令的输入设备52，输入设备52插接于监控计算机5之中。输入设备52为操作人员提供了对系统进行直接控制的途径，从而方便操作人员能够直观地对系统进行指令输入。

其中，参照图1，本实用新型的基于峰谷平的光伏并网控制系统，还包括用于显示整个系统的运行状态的现场指示灯6，现场指示灯6与PLC控制器41连接于一起。现场指示灯6能够同步显示系统的工作状态，从而能够告知操作人员当前系统的运行情况，从而使操作人员能够根据系统的运行情况而采取对应的处理措施。

其中，电能测量芯片2的型号为CS5460A，CS5460A是一款具有有功功率计算引擎的CMOS单片功率测量芯片，其包含有两个增益可编程放大器和两个高速滤波器，CS5460A具有系统校准和有效值/功率计算功能，能够以瞬时电压、电流或功率的数据采样值和有功能量的周期而计算得到电能的测量结果，其适合与分流器或电流互感器进行相连来测量电流，或者与分压电阻或电压互感器进行相连来测量电压。因此，CS5460A比一般的检测芯片具有更专业的检测结果，而其他的一般的检测芯片则在检测结果的准确度和检测类型的多样性方面均不适用于本实用新型的基于峰谷平的光伏并网控制系统，因此，为了使得本实用新型的基于峰谷平的光伏并网控制系统能够达到最优的工作效果，使用CS5460A更为适合。

此外，参照图2，时间监测模块3由时钟芯片和储存芯片构成，其中，时钟芯片包括第一IIC总线引脚、晶振源引脚和时钟引脚CLKOUT，第一IIC总线引脚包括第一通信时钟引脚SCL1和第一通信数据引脚SDA1，晶振源引脚包括晶振输入引脚OSCI和晶振输出引脚OSCO，时钟引脚CLKOUT与PLC控制器41的时钟输入引脚CLKIN连接于一起，晶振输入引脚OSCI和晶振输出引脚OSCO分别连接于无源晶振的两端，晶振输入引脚OSCI通过可调电容C13连接到参考地。储存芯片包括第二IIC总线引脚、第一地址位引脚A1和第二地址位引脚A2，第二IIC总线引脚包括第二通信时钟引脚SCL2和第二通信数据引脚SDA2，第一地址位引脚A1连接于参考地，第二地址位引脚A2通过第三上拉电阻R28连接于供电电源VCC。第一通信时钟引脚SCL1和第二通信时钟引脚SCL2分别连接于PLC控制器41中的数据时钟输出引脚SCL并通过第一上拉电阻R26与供电电源VCC进行连接，第一通信数据引脚SDA1和第二通信数据引脚SDA2分别连接于PLC控制器41中的数据输出引脚SDA并通过第二上拉电阻R27与供电电源VCC进行连接。其中，时钟芯片能够根据无源晶振而进行实时计时，可调电容C13能够根据实际时间的差别对时钟芯片的输出时间进行调整，从而使得时间监测模块3能够准确地输出实时的时间；PLC控制器41能够一边读取时钟芯片的输出时间，还能够把时钟芯片的输出时间保存于储存芯片之中，因此能够在储存芯片之中建立起日历数据，从而使得本实用新型的控制系统能够准确的统计时间。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，其特征在于：包括用于连接电网从而能够利用电网进行充放电的蓄电池组（1）、用于对所述蓄电池组（1）进行电能检测及充放电控制的电能测量芯片（2）、用于进行实时计时的时间监测模块（3）和用于控制整个系统的运行状态的控制模块（4），所述控制模块（4）包括用于进行系统决策的PLC控制器（41）、用于进行数据处理的单片机（42）和用于把所述单片机（42）与所述PLC控制器（41）进行数据连接的485通信芯片（43），所述时间监测模块（3）与所述PLC控制器（41）连接于一起，所述单片机（42）、485通信芯片（43）和PLC控制器（41）依次连接于一起，所述电能测量芯片（2）通过串口与所述单片机（42）连接于一起，所述蓄电池组（1）和电网分别与所述电能测量芯片（2）连接于一起。

2.根据权利要求1所述的一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，其特征在于：还包括用于对整个系统进行监测控制的监控计算机（5），所述监控计算机（5）的内部设置有用于对系统的运行数据进行备份的数据储存模块（51），所述监控计算机（5）与所述PLC控制器（41）连接于一起。

3.根据权利要求2所述的一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，其特征在于：所述监控计算机（5）包括用于输入控制指令的输入设备（52），所述输入设备（52）插接于所述监控计算机（5）之中。

4.根据权利要求1所述的一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，其特征在于：还包括用于显示整个系统的运行状态的现场指示灯（6），所述现场指示灯（6）与所述PLC控制器（41）连接于一起。

5.根据权利要求1所述的一种基于峰谷平的光伏并网控制系统，其特征在于：所述电能测量芯片（2）的型号为CS5460A。