CN208142842U - 一种基于光伏和储能装置的电力控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光伏和储能装置的电力控制系统，其包括光伏装置、储能装置和电网；所述储能装置包括可移动储能部件和电动车充电桩，所述电动车充电桩分别与所述可移动储能部件和所述电网连接；所述光伏装置包括光伏组件、光伏逆变器和光伏控制器；所述光伏逆变器设有用于控制所述光伏逆变器与所述光伏组件连接的第一开关；所述光伏组件通过所述光伏控制器与所述可移动储能部件相连接；所述光伏控制器设有用于控制所述光伏控制器与所述光伏组件连接的第二开关；所述系统还包括电力控制装置，所述电力控制装置包括相互连接的电流检测器和信号发射器。通过本技术方案，能实现对家庭能源综合管理，从而提高能源利用有效性和便捷性。

Description

一种基于光伏和储能装置的电力控制系统

技术领域

本实用新型涉及家用能源技术领域，尤其涉及一种基于光伏和储能装置的电力控制系统。

背景技术

目前市场上家庭光伏系统比较普及，但是家庭储能系统的目前市场上很少，接入是通过并离网一体机实现。例如中国发明专利申请CN107425589A就公开了一种基于光伏和储能的充电系统和充电机，其包括：光伏系统用于通过光照产生直流电能，将直流电能转化为交流电能，并将交流电能发送给储能系统；储能系统用于将交流电能存储到电池组中；充电桩用于从电池组中获取交流电能，并对交流电能中的功率、电流和电压进行转换，从而得到第一电能，并输出第一电能，从而可以通过电网系统、光伏系统和储能系统进行混合供电，降低用户成本，并且在充电桩标准不统一的情况下，可使用光伏系统和储能系统进行供电。但是，该系统的主要目的仅在于对充电装置进行混合供电，而对于如何根据市电供电情况、储能装置的储能情况结合控制家庭能源，尤其是电能的分配，以实现对家用能源的综合管理和应用并无涉及。

因此，一种基于光伏储能充电装置的电力控制系统，不但是行业内所关心的技术问题之一，而且是许多家庭所需。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型所解决的技术问题是提供一种基于光伏储能装置的，能实现对家庭能源综合管理，保证供电的连续，从而提高能源利用有效性和便捷性的电力控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案内容具体如下：

一种基于光伏和储能装置的电力控制系统，其包括光伏装置、储能装置和电网；所述储能装置包括可移动储能部件和电动车充电桩，所述电动车充电桩分别与所述可移动储能部件和所述电网连接；所述光伏装置包括光伏组件、光伏逆变器和光伏控制器，所述光伏组件通过所述光伏逆变器与所述电网连接；所述光伏逆变器设有用于控制所述光伏逆变器与所述光伏组件连接的第一开关；

所述光伏组件通过所述光伏控制器与所述可移动储能部件相连接；所述光伏控制器设有用于控制所述光伏控制器与所述光伏组件连接的第二开关；

所述系统还包括电力控制装置，所述电力控制装置包括相互连接的电流检测器和信号发射器，其中所述电流检测器还与所述电网连接，所述信号发射器分别与所述光伏逆变器、光伏控制器和可移动储能部件连接。

为实现对家庭光伏装置、储能装置以及电网能源的综合管理，在本技术方案当中，发明人一方面将光伏组件通过光伏逆变器与电网连接。通过此种连接方式，可以实现自发自用，余电上网。通过此方式，分布式光伏发电装置所发电力主要由电力用户自己使用，多余电量接入电网，实现了家庭能源利用的综合管理，并且提高了其利用的有效性。

在另一个方面当中，发明人在本系统中创新性地加入了电力控制装置，用于检测电网电流情况，以及实现对光伏逆变器、储能装置等的控制，也能够远程控制相关装置的电力负荷，实现家庭生活智能化。具体地，所述光伏逆变器、储能装置等与所述电力控制装置连接的装置设备，应设有相应的信号接收部件，以实现接收所述信号发射器的指令信息。优选地，所述光伏逆变器和所述储能装置通过CAN通讯与所述电力控制装置实现连接。

需要说明的是，所述光伏逆变器与所述光伏组件的连接是可断开连接，即在光伏逆变器设有开关，用于控制光伏逆变器与光伏组件连接与断开。

需要说明的是，光伏装置、储能装置等采用直流母线的方式组网，在并网的时候，以外部电网为主网；在离网时，以储能装置为主网，实现光伏装置、储能装置的即插即用接入。

需要说明的是，在一种优选的实施方式中，所述电流检测器用于检测电网是否有电，即外网是否处于通电情况，并将相应结果传送至信号发射器；所述信号发射器内设有微处理器，控制所述信号发射器是否发出连接或断开开关的指令。

需要说明的是，离网工作时，光伏组件通过光伏控制器接入储能装置，优选地所述光伏控制器为220V转48V的10kW DC/DC光伏控制器。离并网的识别通过电力控制装置实现，电力控制装置检测到市电停电时，给出控制信息，控制光伏逆变器的第一开关断开，光伏控制器的第二开关闭合，实现并网到离网状态的转换，反之亦然。

通过本技术方案，在检测外网电流状态的情况下，可以对第一开关和第二开关的闭合和断开进行控制，从而保证供电的连续性，可以实现不间断供电，防止因电网停电而造成的用电困难。

需要说明的是，所述储能装置包括可移动储能部件，当用户需要自驾游或野炊时，能够方便携带家庭储能系统，为出行提供电能，提高家用能源系统对能源使用的便捷性。

需要说明的是，所述储能装置还包括电动车充电桩，所述电动车充电桩分别与所述可移动储能部件和所述电网连接。随着电动车保有量的增加，电动车充电桩必将走向家庭，为了安全高效地使用电动车充电桩，通过此连接方式，对其通过电力控制装置进行有效的管理，既能保证在对电动充电过程中的安全，又可以将电动车电池包的电能作为储能装置的一部分，在遇到特殊情况时，作为应急电源使用，从而提高能源利用的有效性和效率。

更优选地，所述光伏组件数量为至少两个；所述的至少两个光伏组件并联，并与所述光伏逆变器或所述光伏控制器串联。

优选地，所述可移动储能部件设有储能逆变器，所述可移动储能部件通过所述储能逆变器与所述电网连接。

进一步地，所述储能装置设有DC/DC电源，所述电动车充电桩通过所述DC/DC电源与所述可移动储能部件连接。

需要说明的是，当有外电网时，电动车的接入通过AC/DC整流器实现电动车的充电(即：电动车交流充电桩)；当外电网停电时，电动车的接入通过DC/DC控制器接入直流母线，联合蓄电池组作为储能装置使用。

需要说明的是，充电桩的能源转换装置为两部分，市电正常时，市电整流给电动车电池包充电，当市电断电时，电动车电池包通过DC/DC电源模块配合储能装置给负荷供电。

优选地，所述可移动储能部件是蓄电池组。

更优选地，所述蓄电池组的蓄电池是纽扣蓄电池。

需要说明的是，采用纽扣蓄电池可以方便插拔，从而方便更换和使用，提高电源利用的方便性。

优选地，所述系统还包括移动终端，所述电力控制装置还包括与所述信号发射器连接的信号接收器，所述移动终端与所述信号接收器通讯连接。

更优选地，所述移动终端是移动电话或平板电脑或智能手表或智能手环。

需要说明的是，在一个优选的实施方式当中，用户可以通过移动终端设备来实现对所述电力控制装置的远程控制，例如出远门也可以通过远程控制来关闭家庭的部分电源，从而增加家用电源使用的方便，提高生活的舒适度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的电力控制系统，包括电力控制装置，用于检测电网电流情况，以及实现对光伏逆变器、储能装置等的控制，也能够远程控制相关装置的电力负荷，实现家庭生活智能化；

2、本实用新型的电力控制系统，所述光伏逆变器设有用于控制所述光伏逆变器与所述光伏组件连接的第一开关；所述光伏控制器设有用于控制所述光伏控制器与所述光伏组件连接的第二开关；通过第一开关和第二开关，实现对相关电路电流的闭合控制，从而实现对家庭储能电源的有效利用；

3、本实用新型的电力控制系统，所述光伏组件数量为至少两个，能够提供足够的电能；所述光伏组件之间并联，可以方便控制各光伏组件的接入情况；所述光伏组件与所述光伏控制器串联，可以方便集成控制光伏组件的接入，使接入过程简单可靠；

4、本实用新型的电力控制系统，所述储能装置优选设计为可移动的，当用户需要自驾游或野炊时，能够方便携带家庭储能系统，为出行提供电能，提高家用能源系统对能源使用的便捷性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型基于光伏和储能装置的电力控制系统较优选实施方式的拓扑示意图；

其中，各附图标记为：1、光伏组件；2、光伏逆变器；3、电网；4、电力控制装置；5、光伏控制器；6、蓄电池组；7、电动车充电桩；8、DC/DC电源；K1：第一开关；K2：第二开关。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

如图1是本实用新型基于光伏和储能装置的电力控制系统较优选实施方式的拓扑示意图，该电力控制系统，其包括依次连接的光伏装置、储能装置和电网3；所述光伏装置包括光伏组件1、光伏逆变器2和光伏控制器5，所述光伏组件通过所述光伏逆变器与所述电网连接；所述光伏逆变器设有用于控制所述光伏逆变器与所述光伏组件连接的第一开关K1；所述光伏组件通过所述光伏控制器与所述储能装置相连接；所述光伏控制器设有用于控制所述光伏控制器与所述光伏组件连接的第二开关K2；所述储能装置包括作为可移动储能部件的蓄电池组6，所述蓄电池组设有储能逆变器(图中未示出)，所述蓄电池组通过所述储能逆变器与所述电网连接。所述光伏控制器还与所述信号发射器连接。离网工作时，光伏组件通过光伏控制器接入储能装置，优选地所述光伏控制器为220V转48V的10kW DC/DC光伏控制器。离并网的识别通过电力控制装置实现，电力控制装置检测到市电停电时，给出控制信息，控制光伏逆变器的第一开关断开，光伏控制器的第二开关闭合，实现并网到离网状态的转换，反之亦然。所述系统还包括电力控制装置4，所述电力控制装置包括相互连接的电流检测器和信号发射器(图中未示出)，其中所述电流检测器还与所述电网连接，所述信号发射器分别与所述光伏逆变器、光伏控制器和储能装置连接。

工作时，光伏装置、储能装置等采用直流母线的方式组网，在并网的时候，以外部电网为主网；在离网时，以储能装置为主网，实现光伏装置、储能装置的即插即用接入。

在本实施方式当中，所述电流检测器用于检测电网是否有电，即外网是否处于通电情况，并将相应结果传送至信号发射器；所述信号发射器内设有微处理器，控制所述信号发射器是否发出连接或断开开关(包括第一开关和第二开关)的指令。

通过上述基础连接方式，一方面将光伏组件通过光伏逆变器与电网连接。通过此种连接方式，可以实现自发自用，余电上网。通过此方式，分布式光伏发电装置所发电力主要由电力用户自己使用，多余电量接入电网，实现了家庭能源利用的综合管理，并且提高了其利用的有效性。在另一个方面当中，系统中创新性地加入了电力控制装置，用于检测电网电流情况，以及实现对光伏逆变器、储能装置等的控制，也能够远程控制相关装置的电力负荷，实现家庭生活智能化。具体地，所述光伏逆变器、储能装置等与所述电力控制装置连接的装置设备，应设有相应的信号接收部件，以实现接收所述信号发射器的指令信息。优选地，所述光伏逆变器和所述储能装置通过CAN通讯与所述电力控制装置实现连接。更优选地，采用RS485进行通讯连接。以实现在不同通电状况下对系统内各装置电源连接分配、工况的切换，提高电源利用的有效性、便捷性，并且能为家庭持续供电，防止突然断电而造成的无法用电的情况。

作为另一种更优选的实施方式，所述光伏组件数量为至少两个；所述的至少两个光伏组件并联，并与所述光伏逆变器或所述光伏控制器串联。

在本实施方式当中，所述储能装置还包括电动车充电桩7和DC/DC电源8，所述电动车充电桩分别与所述蓄电池组和所述电网连接，所述电动车充电桩通过所述DC/DC电源与所述蓄电池组连接。当有外电网时，电动车的接入通过AC/DC整流器实现电动车的充电(即：电动车交流充电桩)；当外电网停电时，电动车的接入通过DC/DC控制器接入直流母线，联合蓄电池组作为储能装置使用。充电桩的能源转换装置为两部分，市电正常时，市电整流给电动车电池包充电，当市电断电时，电动车电池包通过DC/DC电源模块配合储能装置给负荷供电。通过此连接方式的技术方案，对其通过电力控制装置进行有效的管理，既能保证在对电动充电过程中的安全，又可以将电动车电池包的电能作为储能装置的一部分，在遇到特殊情况时，作为应急电源使用，从而提高能源利用的有效性和效率。在其余的实施方式当中，所述蓄电池组可以替换成其他能够进行电力存储的部件；在其余的实施方式当中，所述电动车充电桩可以根据实际需要而不设置。

在另一种更优选的实施方式当中，所述储能装置是可移动储能装置。所述储能装置优选设计为可移动的，当用户需要自驾游或野炊时，能够方便携带家庭储能系统，为出行提供电能，提高家用能源系统对能源使用的便捷性。在一种更具体的实施方式当中，所述蓄电池组的蓄电池是纽扣蓄电池。采用纽扣蓄电池可以方便插拔，从而方便更换和使用，提高电源利用的方便性。

在另一种更优选的实施方式当中，所述系统还包括移动终端，所述电力控制装置还包括与所述信号发射器连接的信号接收器，所述移动终端与所述信号接收器通讯连接。更具体地，所述移动终端是移动电话或平板电脑或智能手表或智能手环。在此实施方式当中，用户可以通过移动终端设备来实现对所述电力控制装置的远程控制，例如出远门也可以通过远程控制来关闭家庭的部分电源，从而增加家用电源使用的方便，提高生活的舒适度。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于光伏和储能装置的电力控制系统，其包括光伏装置、储能装置和电网；其特征在于，所述储能装置包括可移动储能部件和电动车充电桩，所述电动车充电桩分别与所述可移动储能部件和所述电网连接；

所述光伏装置包括光伏组件、光伏逆变器和光伏控制器，所述光伏组件通过所述光伏逆变器与所述电网连接；所述光伏逆变器设有用于控制所述光伏逆变器与所述光伏组件连接的第一开关；

所述光伏组件通过所述光伏控制器与所述可移动储能部件相连接；所述光伏控制器设有用于控制所述光伏控制器与所述光伏组件连接的第二开关；

所述系统还包括电力控制装置，所述电力控制装置包括相互连接的电流检测器和信号发射器，其中所述电流检测器还与所述电网连接，所述信号发射器分别与所述光伏逆变器、光伏控制器和可移动储能部件连接。

2.如权利要求1所述的电力控制系统，其特征在于，所述光伏组件数量为至少两个；所述的至少两个光伏组件并联，并与所述光伏逆变器或所述光伏控制器串联。

3.如权利要求1所述的电力控制系统，其特征在于，所述可移动储能部件设有储能逆变器，所述可移动储能部件通过所述储能逆变器与所述电网连接。

4.如权利要求1所述的电力控制系统，其特征在于，所述储能装置设有DC/DC电源，所述电动车充电桩通过所述DC/DC电源与所述可移动储能部件连接。

5.如权利要求1至4任一项所述的电力控制系统，其特征在于，所述可移动储能部件是蓄电池组。

6.如权利要求5所述的电力控制系统，其特征在于，所述蓄电池组的蓄电池是纽扣蓄电池。

7.如权利要求1所述的电力控制系统，其特征在于，所述系统还包括移动终端，所述电力控制装置还包括与所述信号发射器连接的信号接收器，所述移动终端与所述信号接收器通讯连接。

8.如权利要求7所述的电力控制系统，其特征在于，所述移动终端是移动电话或平板电脑或智能手表或智能手环。