CN207542817U - 一种光伏发电充电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光伏发电充电站，不仅可以通过储能变流器控制光伏阵列或电网为储能装置充电，并控制光伏阵列、储能装置或电网为充电桩提供电能；还能够通过储能变流器将储能装置的云储能服务使用权按照容量和时长出租给与电网相连的云储能用户，使云储能用户也成为该光伏发电充电站的服务对象，且只要该光伏发电充电站与电网相连即可，不会受限于充电桩的设置数量。

Description

一种光伏发电充电站

技术领域

本实用新型涉及光伏发电系统技术领域，特别涉及一种光伏发电充电站。

背景技术

随着电动汽车越来越广泛的应用，其配套设施在人们的生活中也越来越多的出现，例如现在各种用电区的停车位旁大多存在小型交流充电桩。而面对电动汽车应用数量的逐渐增大，大型的光伏发电充电站也正在逐渐普及。

但是，当前已经存在的光伏发电充电站，一般仅针对各类电动汽车提供充电服务，服务对象单一，使得光伏发电充电站的收益受限于充电桩的设置数量。

实用新型内容

本实用新型提供一种光伏发电充电站，以解决现有技术中由于服务对象单一导致的收益受限的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种光伏发电充电站，包括：光伏阵列、直流变换器、储能变流器、充电桩、储能装置及可控开关；其中：

所述光伏阵列通过所述直流变换器与所述储能变流器的第一直流端相连；

所述储能变流器的第二直流端与所述储能装置相连，且所述储能变流器还与所述储能装置通信相连；

所述储能变流器的第三直流端与所述充电桩的一端相连；

所述储能变流器的交流端通过所述可控开关与电网相连；

所述储能变流器为：控制所述光伏阵列或电网为所述储能装置充电、控制所述光伏阵列，所述储能装置或电网为所述充电桩提供电能的储能变流器；

所述储能装置的云储能服务使用权可通过所述储能变流器被与电网相连的云储能用户按照容量和时长租用。

优选的，所述储能变流器对所述光伏阵列的电能输出优先级顺序为：所述充电桩、所述储能装置及电网。

优选的，所述储能变流器还为：在峰值电价期间且所述光伏阵列的电能输出已满足所述光伏发电充电站的需求的情况下，控制所述光伏阵列或所述储能装置并网发电，并在低谷电价期间，控制电网为所述储能装置充电的储能变流器。

优选的，所述储能装置包括：电池、电池管理系统以及配电通讯柜；其中：

所述电池通过所述电池管理系统和所述配电通讯柜与储能变流器相连。

优选的，所述电池为电动汽车的退役动力电池。

优选的，所述充电桩为双向充电桩。

优选的，还包括：与所述充电桩另一端相连的移动储能设备。

优选的，所述移动储能设备的云储能服务使用权可通过所述储能变流器被与电网相连的云储能用户租用。

优选的，所述储能变流器还为：在峰值电价期间且所述光伏阵列的电能输出已满足所述光伏发电充电站的需求的情况下，控制所述移动储能设备并网发电的储能变流器。

优选的，所述光伏阵列设置于所述光伏发电充电站的建筑屋面或充电位顶棚之上。

本实用新型提供的光伏发电充电站，不仅可以通过储能变流器控制光伏阵列或电网为储能装置充电，并控制光伏阵列、储能装置或电网为充电桩提供电能；还能够通过储能变流器将储能装置的云储能服务使用权按照容量和时长出租给与电网相连的云储能用户，使云储能用户也成为该光伏发电充电站的服务对象，且只要该光伏发电充电站与电网相连即可，不会受限于充电桩的设置数量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的光伏发电充电站的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本实用新型提供一种光伏发电充电站，以解决现有技术中由于服务对象单一导致的收益受限的问题。

具体的，该光伏发电充电站，参见图1，包括：光伏阵列101、直流变换器102、储能变流器(PCS，Power Control System)103、充电桩104、储能装置105及在公共连接点(PCC，Point of Common Coupling)处设置的可控开关106；其中：

光伏阵列101通过直流变换器102与储能变流器103的第一直流端相连；

储能变流器103的第二直流端与储能装置105相连，且储能变流器103还与储能装置105通信相连；

储能变流器103的第三直流端与充电桩104的一端相连；

储能变流器103的交流端通过可控开关106与电网相连；

储能变流器103为：控制光伏阵列101或电网为储能装置105充电、控制光伏阵列101，储能装置105或电网为充电桩104提供电能的储能变流器103；

储能装置105的云储能服务使用权可通过储能变流器103被与电网相连的云储能用户107按照容量和时长租用。

优选的，光伏阵列101设置于光伏发电充电站的建筑屋面或充电位顶棚之上，不占用该光伏发电充电站的用地面积。

优选的，储能变流器103对光伏阵列101的电能输出优先级顺序为：充电桩104、储能装置105及电网。

具体的工作原理为：

该光伏发电充电站，在白天有阳光照射的情况下，光伏阵列101的电能经过直流变换器102及储能变流器103，然后通过充电桩104给各种电动汽车充电，比如为运营的电动公交车、电动出租车和电动社会车辆充电，或者直接存入储能装置105。若在满足充电需求的前提下仍剩有余量，可通过并网发电带来额外收益；由于光伏发电自发自用的收益大于并网发电的收益，所以该光伏发电充电站中的光伏发电采用优先自发自用、配合余电上网的模式运行，以确保收益的最大化。

当阳光照射不足时，储能变流器103从储能装置105获取电能，通过充电桩104为电动汽车充电；当储能装置105电量不足时，则储能变流器103可从电网获取电能，再通过充电桩104为电动汽车充电。也就是说，该光伏发电充电站通过充电桩104为电动汽车充电时，其中的储能变流器103优先选择从光伏阵列101获取电能，减少对电网差价的依赖，低碳节能环保，其次选择从储能装置105获取电能，再次选择从电网获取电能，以节约为电动汽车充电的成本。

该光伏发电充电站为储能装置105充电时，其中的储能变流器103优先选择从光伏阵列101获取电能，其次选择从电网获取电能，减少对电网峰平电价的依赖，降低该光伏发电充电站的运营成本。

在电网和储能变流器103之间的公共连接点处设置有可控开关106，以连接公共的电网和该光伏发电充电站；通过对可控开关106的控制切换，实现该光伏发电充电站的并网/离网运行。在并网运行模式下，该光伏发电充电站可以作为云储能提供商，通过提供云储能服务，使与电网相连的云储能用户107通过购买获得该光伏发电充电站的部分储能服务，依靠电网实现能量上的相互联系。具体的，云储能用户107可以购买一定时期内一定功率容量和能量容量的云储能服务使用权，并根据自身的需求，对云端电池即储能装置105进行充电和放电。当云储能用户107有用电需求时，储能装置105通过电网向云储能用户107放电。该光伏发电充电站通过提供云储能服务获得额外收益，增加了该光伏发电充电站的收益模式。

本实施例提供的该光伏发电充电站，不仅可以通过储能变流器103控制光伏阵列101或电网为储能装置105充电，并控制光伏阵列101、储能装置105或电网为充电桩104提供电能；还能够通过储能变流器103将储能装置105的云储能服务使用权按照容量和时长出租给与电网相连的云储能用户107，使云储能用户107也成为该光伏发电充电站的服务对象，且只要该光伏发电充电站与电网相连即可，不会受限于充电桩104的设置数量。

本实用新型另一实施例还提供了另外一种光伏发电充电站，在上述实施例及图1的基础之上，优选的，其储能变流器103还为：在峰值电价期间且光伏阵列101的电能输出已满足该光伏发电充电站的需求的情况下，控制光伏阵列101或储能装置105并网发电，并在低谷电价期间，控制电网为储能装置105充电的储能变流器103。

具体的，在电网白天峰平电价期间，光伏发电在满足充电需求的前提下，可以通过余量并网获得额外收益；而在电网白天峰值电价期间且光伏阵列101的电能输出已满足该光伏发电充电站的需求的情况下，不仅可以将光伏发电适量用于并网，还可以将储能装置105中的电能反馈给电网以获得额外收益。并且，在夜间，还可以利用电网低谷电存入储能装置105，以供该光伏发电充电站在第二天的白天继续正常运营，以降低充电站运营成本。

其余工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本实用新型另一实施例还提供了另外一种光伏发电充电站，在上述实施例及图1的基础之上，优选的，其储能装置105包括：电池、电池管理系统以及配电通讯柜；其中：

电池通过电池管理系统和配电通讯柜与储能变流器103相连。

具体的实际应用中，电池可以由内集装箱形式放置，且储能变流器103可以选择通过CAN接口与储能装置105中的电池管理系统进行通信，以获取电池组状态信息，以实现对于电池的保护性充电和放电，确保电池运行安全；当然也可以采用其他通信方式，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

优选的，电池为电动汽车的退役动力电池。

值得说明的是，对于光伏发电充电站而言，投建新的储能电池成本高昂，而电池容量的大小对收益的影响至关重要，因此扩展电容容量不可避免。

鉴于电动汽车的电池容量衰减到80％后，其续航里程降低，将不适合继续作为电动汽车的动力电池使用，需要进行更换，且我国第一批退役动力电池已经形成；因此，本实施例通过回收电动汽车的退役动力电池，在保证容量是新动力电池的80％的同时，将储能电池的投资成本减少为新动力电池的一半；也即，通过电池的梯级利用，大大减少了储能投资成本。

其余工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本实用新型另一实施例还提供了另外一种光伏发电充电站，在上述实施例及图1的基础之上，优选的，其充电桩104为双向充电桩(V2G，Vehicle to grid)。

优选的，该光伏发电充电站还包括：与充电桩104另一端相连的移动储能设备。

因为该光伏发电充电站的服务对象是电动汽车和云储能用户107，而该光伏发电充电站场内未运营或者老旧的电动车辆，比如电动公交车，也是一种移动储能设备，可以通过充电桩104进行充电和放电，使该光伏发电充电站形成可观的储能容量。移动储能设备所储电能可以通过双向充电桩提供云储能服务，即将其云储能服务使用权通过储能变流器103租赁给与电网相连的云储能用户107，以获得收益；也可以将其所储电能用于并网，尤其是在峰值电价期间且光伏阵列101的电能输出已满足该光伏发电充电站的需求的情况下，通过储能变流器103的控制进行并网发电，以通过双向充电桩将其所储电能反馈给电网获得额外收益。

本实施例提供的该光伏发电充电站，在通过光伏发电、电网低谷充电、电池梯次利用来实现节能降本、减少对电网依赖，且通过光伏余量上网、储能反馈电网电量以及提供云储能服务获得额外收益的基础之上，还提供了移动储能设备通过双向充电桩反馈电量至云储能和电网以获得收益的功能。

其余工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本实用新型中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种光伏发电充电站，其特征在于，包括：光伏阵列、直流变换器、储能变流器、充电桩、储能装置及可控开关；其中：

所述光伏阵列通过所述直流变换器与所述储能变流器的第一直流端相连；

所述储能变流器的第二直流端与所述储能装置相连，且所述储能变流器还与所述储能装置通信相连；

所述储能变流器的第三直流端与所述充电桩的一端相连；

所述储能变流器的交流端通过所述可控开关与电网相连；

所述储能变流器为：控制所述光伏阵列或电网为所述储能装置充电、控制所述光伏阵列，所述储能装置或电网为所述充电桩提供电能的储能变流器；

所述储能装置的云储能服务使用权可通过所述储能变流器被与电网相连的云储能用户按照容量和时长租用。

2.根据权利要求1所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述储能变流器对所述光伏阵列的电能输出优先级顺序为：所述充电桩、所述储能装置及电网。

3.根据权利要求1所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述储能变流器还为：在峰值电价期间且所述光伏阵列的电能输出已满足所述光伏发电充电站的需求的情况下，控制所述光伏阵列或所述储能装置并网发电，并在低谷电价期间，控制电网为所述储能装置充电的储能变流器。

4.根据权利要求1至3任一所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述储能装置包括：电池、电池管理系统以及配电通讯柜；其中：

所述电池通过所述电池管理系统和所述配电通讯柜与储能变流器相连。

5.根据权利要求4所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述电池为电动汽车的退役动力电池。

6.根据权利要求1至3任一所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述充电桩为双向充电桩。

7.根据权利要求6所述的光伏发电充电站，其特征在于，还包括：与所述充电桩另一端相连的移动储能设备。

8.根据权利要求7所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述移动储能设备的云储能服务使用权可通过所述储能变流器被与电网相连的云储能用户租用。

9.根据权利要求7所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述储能变流器还为：在峰值电价期间且所述光伏阵列的电能输出已满足所述光伏发电充电站的需求的情况下，控制所述移动储能设备并网发电的储能变流器。

10.根据权利要求1至3任一所述的光伏发电充电站，其特征在于，所述光伏阵列设置于所述光伏发电充电站的建筑屋面或充电位顶棚之上。