CN207947613U - 一种离并网光伏提水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种离并网光伏提水系统，包括光伏阵列模块、抽水模块、离并网光储逆变模块和储能装置模块，其既可在离网条件下使用，也可在并网条件下使用。通常情况下将光能转化为电能驱动水泵抽水，同时将多余的光能储存在储能装置中或上网，在阴天或夜晚需要使用时将储能装置中的化学能转化为电能驱动水泵抽水满足用水需求。因此，其既实现了对光能的充分利用又满足了随时抽水的刚性需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及供电技术领域，特别涉及一种离并网光伏提水系统。
背景技术
随着太阳能光伏发电技术的发展，光伏提水技术已经不断应用在农林牧畜以及生活用水中。光伏提水技术改变了传统的柴油机驱动水泵抽水并进行蓄水的方式，而是利用太阳能将光能转化为电能，驱动水泵进行抽水。光伏提水充分利用了清洁能源，大大节省了成本，各种光伏提水系统和技术逐渐面世。
针对光伏提水的技术，目前已有一些专利提出了解决办法。例如，专利CN206481735中提出了一种农业用光伏发电灌溉系统，该系统由太阳能电池光伏组件阵列、直流汇流箱、光伏提水控制器、光伏水泵、蓄水池以及其他组件组成。太阳能组件和直流汇流箱相连，光伏提水逆变器与直流汇流箱和光伏水泵相连，通过将光能转换为电能驱动水泵完成提水。该发明中的系统受光照影响大，在阴雨天气等光照不足的情况下无法满足抽水要求，在光照充足的情况下，多余的光能无法利用，存在弃光现象。专利CN201459802U中公开了一种适用于高寒地区的光伏电源提水供水系统，主要包括光伏电源、控制管理系统、光伏水泵、蓄水系统，该光伏电源提水供水系统将太阳辐射能转变成电能，然后由电能驱动水泵来从井抽水达到扬水的目的，同时通过蓄水解决光伏提水系统阴天和夜间无法提水的不足，保证用水的随时性。该专利虽然通过蓄水的方式解决了光照不足的情况下抽水的问题，但是蓄水量受到限制，无法真正满足用水的需求。专利CN105971836A提出了一种太阳能光伏提水和余电上网系统，该系统包括机电提水系统和余电上网系统，一方面将光能转换为电能实现光伏提水，另一方面余电上网系统自动判定光伏提水系统需电量，余电通过升压站上国家或地方电网；该专利所述的系统虽然解决了弃光的问题，但是只能适用于有电网的区域，对于无电地区无法使用。
因此，提供一种在无电地区或电压低的地区可以使用的光伏提水系统是本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种离并网光伏提水系统，其不仅适用于有市网的区域，而且也适用于无电地区或电压低的地区。
本实用新型的解决方案是这样实现的：一种离并网光伏提水系统，包括：离并网光伏提水系统，包括光伏阵列模块和抽水模块，其特征在于，还包括：离并网光储逆变模块和储能装置模块；
所述光伏阵列与离并网光储逆变器相连，所述光伏阵列将太阳能转换成电能并输送至离并网光储逆变器；
所述抽水模块与离并网光储逆变器相连，所述离并网光储逆变器为抽水模块供电；
所述储能装置模块与离并网光储逆变器相连，用于存储多余的光能或释放能量为抽水模块供电。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述抽水模块为水泵。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述离并网光伏提水系统还包括市网，市网与所离并网光储逆变器相连。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述储能装置模块包括电池单元和电池管理单元，所述电池管理单元用于对电池单元的充放电管理和保护。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电池单元包括多个锂离子电池单体。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述电池管理单元包括电压采集单元、电流采集单元和均衡单元，用于对电池单元的充放电进行管理和保护。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述离并网光储逆变器包括MPPT控制器、储能控制器、DC/DC模块、DC/AC模块，其中，
所述MPPT控制器用于追踪光伏阵列模块的光伏发电功率；
所述储能控制器用于控制储能装置模块的充放电；
所述DC/DC模块用于光伏阵列模块和储能装置模块输出的直流电的转换；
所述DC/AC模块用于将直流电转换为交流电。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述离并网光储逆变器还包括变频模块，所述变频模块在抽水模块启动时，从0HZ逐步上升至50HZ，通过软启动的过程缓冲抽水模块启动造成的冲击。
本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述离并网光储逆变器还包括离并网检测模块，所述离并网检测模块用于检测离并网光储逆变器的工作状态并进行工作状态的切换。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
在本实用新型提供的实施例中，提出一种离并网光伏提水系统，其既可在离网条件下使用，也可在并网条件下使用。通常情况下将光能转化为电能驱动水泵抽水，同时将多余的光能储存在储能装置中或上网，在阴天或夜晚需要使用时将储能装置中的化学能转化为电能驱动水泵抽水满足用水需求。因此，其既实现了对光能的充分利用又满足了随时抽水的刚性需求。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型一种实施方式中离并网光伏提水系统的结构示意图；
图2为本实用新型一种实施方式中离并网光伏提水系统在光伏充足情况下的工作示意图；
图3为本实用新型一种实施方式中离并网光伏提水系统在光伏不足情况下的工作示意图；
图4为本实用新型另一种实施方式中离并网光伏提水系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。 对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
本实用新型实施例如下，如图1所示，一种离并网光伏提水系统，包括：离并网光伏提水系统，包括光伏阵列模块、抽水模块、离并网光储逆变模块和储能装置模块；
所述光伏阵列与离并网光储逆变器相连，所述光伏阵列将太阳能转换成电能并输送至离并网光储逆变器；
所述抽水模块与离并网光储逆变器相连，所述离并网光储逆变器为抽水模块供电；
所述储能装置模块与离并网光储逆变器相连，用于存储多余的光能或释放能量为抽水模块供电。
其中，所述抽水模块可以为水泵；所述离并网光伏提水系统还可以包括市网，市网与所离并网光储逆变器相连。
优选的是，所述储能装置模块包括电池单元和电池管理单元，所述电池管理单元用于对电池单元的充放电管理和保护。其中，所述电池单元包括多个锂离子电池单体。所述电池管理单元包括电压采集单元、电流采集单元和均衡单元，用于对电池单元的充放电进行管理和保护。其中，电压采集单元、电流采集单元和均衡单元都为已知的常用功能模块，各单元之间相互并列，在此不再赘述。
优选的是，所述离并网光储逆变器包括MPPT控制器、储能控制器、DC/DC模块、DC/AC模块，其中，所述MPPT控制器用于追踪光伏阵列模块的光伏发电功率；所述储能控制器用于控制储能装置模块的充放电；所述DC/DC模块用于光伏阵列模块和储能装置模块输出的直流电的转换；所述DC/AC模块用于将直流电转换为交流电。需要说明的是，所述MPPT控制器、储能控制器、DC/DC模块、DC/AC模块都为已知的常用功能模块，各单元之间相互并列，在此不再赘述。
另外，所述离并网光储逆变器还包括变频模块，所述变频模块在抽水模块启动时，从0HZ逐步上升至50HZ，通过软启动的过程缓冲抽水模块启动造成的冲击。所述离并网光储逆变器还包括离并网检测模块，所述离并网检测模块用于检测离并网光储逆变器的工作状态并进行工作状态的切换。其中，所述离并网检测模块为已知的常用功能模块，在此不再赘述。
如图2所示，所述离并网光伏提水系统在光伏充足情况下的工作流程。其中，在光照资源充足的情况下，光伏阵列模块将光能转换为电能，通过离并网光储逆变模块内的DC/DC模块及DC/AC模块将光伏阵列发出的直流电转换为可驱动水泵的交流电并通过变频模块驱动水泵完成抽水。如果光伏阵列模块转换出的电能仍有剩余，则可以通过离并网光储逆变模块内的DC/DC模块将光伏阵列模块发出的直流电给储能装置模块充电，完成光能到化学能的转换过程。若在储能装置模块充满电的情况下，光伏阵列模块转化出的电能仍有剩余，则在有市网的区域采取余电上网的形式进行消纳，在无市网区域采取卸荷的方式消纳。
如图3所示，所述离并网光伏提水系统在光伏不足情况下的工作流程。其中，在夜晚或光照资源不足的情况下，光伏阵列模块发出的电能不能满足水泵的用电需求。此时，储能装置模块将储存的化学能通过DC/DC模块转化为直流电，与光伏发出的直流电一起通过DC/AC模块转换为交流电为驱动水泵抽水。
如图4所示，为离并网光伏提水系统的一个具体实施例。所述光伏阵列模块由单块功率为270W的标准多晶硅光伏板组成，连接方式为22串2并，组成功率为11.8KW的光伏发电阵列。光伏阵列模块与15KW光储逆变一体机相连接。
所述储能装置模块由单体为3.2V50Ah的磷酸铁锂电池组成，将电池单体通过2并126串的方式进行PACK组成总容量为40KWh的储能单元，储能单元配备有BMS电池管理系统，对电池进行充放电管理和保护。
所述离并网光储逆变器根据水泵功率选用15KW离并网光储逆变器，该逆变器内置有MPPT 控制器、储能控制器、DC/DC模块、DC/AC模块、变频模块、离并网检测模块等主要部分组成。
所述水泵为功率12KW的水泵，用于完成抽水。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
在本实用新型提供的实施例中，提出一种离并网光伏提水系统，其采用光伏发电将光能转化为电能驱动水泵，改变了传统柴油机发电驱动水泵的方式。而且，增加了储能装置模块，在光照充足时将多余光能存储起来，最大化的利用了光能，减少了弃光现象；在光照不足或夜间用水时，可以通过储能装置将化学能转化为电能驱动水泵抽水，解决了光照不足及夜间用水的刚性需求。另外，光储逆变器使用离并网型光储逆变器，不论在无市网区域使用还是在有市网区域使用，均可完成多余光能的存储以及化学能转化为电能驱动水泵抽水的功能。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种离并网光伏提水系统，包括光伏阵列模块和抽水模块，其特征在于，还包括：离并网光储逆变模块和储能装置模块；
所述光伏阵列与离并网光储逆变器相连，所述光伏阵列将太阳能转换成电能并输送至离并网光储逆变器；
所述抽水模块与离并网光储逆变器相连，所述离并网光储逆变器为抽水模块供电；
所述储能装置模块与离并网光储逆变器相连，用于存储多余的光能或释放能量为抽水模块供电。
2.根据权利要求1所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述抽水模块为水泵。
3.根据权利要求1所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述离并网光伏提水系统还包括市网，市网与所离并网光储逆变器相连。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述储能装置模块包括电池单元和电池管理单元，所述电池管理单元用于对电池单元的充放电管理和保护。
5.根据权利要求4所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述电池单元包括多个锂离子电池单体。
6.根据权利要求4所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述电池管理单元包括电压采集单元、电流采集单元和均衡单元，用于对电池单元的充放电进行管理和保护。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述离并网光储逆变器包括MPPT控制器、储能控制器、DC/DC模块、DC/AC模块，其中，
所述MPPT控制器用于追踪光伏阵列模块的光伏发电功率；
所述储能控制器用于控制储能装置模块的充放电；
所述DC/DC模块用于光伏阵列模块和储能装置模块输出的直流电的转换；
所述DC/AC模块用于将直流电转换为交流电。
8.根据权利要求7所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述离并网光储逆变器还包括变频模块，所述变频模块在抽水模块启动时，从0HZ逐步上升至50HZ，通过软启动的过程缓冲抽水模块启动造成的冲击。
9.根据权利要求7所述的离并网光伏提水系统，其特征在于，所述离并网光储逆变器还包括离并网检测模块，所述离并网检测模块用于检测离并网光储逆变器的工作状态并进行工作状态的切换。
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| CN201821431384.2U CN207947613U (zh) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | 一种离并网光伏提水系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111720873A (zh) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 江苏和网源电气有限公司 | 一种光伏提水用云控制保温系统 |
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2018
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