CN208479268U - 光伏储能充放电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种光伏储能充放电装置，包括光伏发电组、储能单元、配电单元、直流充放电机组、DC/AC双向逆变器和能量管理组件，其中，光伏发电组通过储能单元、配电单元与负载连接，通过第一直流充放电机组与电动汽车群相连，通过第二直流充放电机组、DC/AC双向逆变器与电网相连接；电动汽车群与储能单元双向相连，接收光伏发电组产生的直流电，电动汽车群也与电网为双向连接，可进行充放电对电网削峰填谷；能量管理组件分别与上述设备相连并进行双向通信，可获得系统电能的实时传输情况，实施智能化管理，实现电能的高效合理利用。

Description

光伏储能充放电装置
技术领域
本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏储能充放电装置。
背景技术
为缓解能源紧张，同时减少温室气体的排放，电动汽车在最近几年得到快速发展，伴随而来的则是电动汽车对电力需求的加剧，而现有的大型充电站是直接接入电网取电为电动汽车充电，在用电高峰期给电网造成了很大的压力，同时，在电动汽车渗透率较高的情况下，无序充电会对配电系统的安全与经济运行带来比较明显的影响甚至挑战，同时大型充电站数量分布不均，为电动汽车充电带来不便。
光伏发电作为一种清洁能源，可分布应用在城市的各个社区，用于社区公共系统的照明、控制系统供电，能减少电网压力及电力长距离传输的损耗，与电动汽车充电相结合更能发挥其价值。目前光伏发电大多数经逆变器实现传输、存储及并网，从光伏发电到用于电动汽车充电，经过了多次DC/AC变换，能量利用效率大大降低。而且，通过将智能电网移动储能单元安装于电动汽车的车载电池，在电网峰荷时段向电网输送电能，电网低谷期间接收电网电能，能对电网起到“削峰填谷”的作用，发挥其更大价值。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种光伏储能充放电装置，集光伏发电、电动汽车充电、电能智能管理于一体，以社区为单位，满足社区内公共设施的照明系统、控制系统、应急电源的需要，同时实现电动汽车的快捷高效充放电及余电并网。
本实用新型采用的技术方案是，一种光伏储能充放电装置，包括光伏发电组、储能单元、配电单元、第一直流充放电机组、第二直流充放电机组和DC/AC双向逆变器；
所述光伏发电组连接有彼此相并联的供电线第一组供电线、第二组供电线和第三组供电线，所述第一组供电线包括储能单元、配电单元和负载，所述储能单元与所述配电单元单向连接，所述配电单元与所述负载单向连接；所述第二组供电线包括储能单元、第一直流充放电机组和作为用户端的电动汽车群，所述储能单元与所述第一直流充放电机组双向连接，所述第一直流充放电机组与所述电动汽车群双向相连；所述第三组供电线包括第二直流充放电机组、DC/AC双向逆变器和电网，所述DC/AC双向逆变器分别与第二直流充放电机组、电网双向连接；所述光伏发电组与功率跟踪电路相连；
所述光伏发电组包括多块光伏太阳能电池板和调节架，所述光伏太阳能电池板之间彼此串联，所述光伏太阳能电池板由所述调节架能转动地支撑；
所述配电单元包括输入接口与输出接口，所述配电单元的输入接口与所述储能单元相连，所述配电单元的输出接口与所述负载相连；所述负载包括直流照明系统、控制系统和应急电源，所述负载以并联形式连接于所述配电单元的输出接口；
所述储能单元包括储能接口和放能接口，所述储能接口能与所述光伏发电组单向相连或者与所述电动汽车群连接，所述放能接口能与所述配电单元或者所述第一直流充放电机组相连；
所述功率跟踪电路包括两个开关三极管，所述两个开关三极管的两个基极相连，所述两个开关三极管分别通过集电极、发射极与续流二极管进行并联后再串联在一起。
本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型以社区为单位，能满足社区内公共设施的照明系统、控制系统、应急电源的需要，减少电网压力及长距离输电损耗，实现电动汽车的快捷充电、余电入网；
2.本实用新型以直流电进行传输、存储及使用，减少DC/AC变换次数，电能利用效率高，将电动汽车作为移动储能单元进行充放电，能降低电网峰谷差。
附图说明
图1为本实用新型的实施例提供的光伏储能充放电装置的原理框图；
图2为本实用新型的实施例提供的光伏储能充放电装置的通信框图；
图3为本实用新型的实施例提供的光伏储能充放电装置的结构示意图；
图4为本实用新型的实施例提供的光伏储能充放电装置的主电路图；
主要附图标记：
光伏发电组1；储能单元2；配电单元3；负载4；直流充放电机组5；第一直流充放电机组51；第二直流充放电机组52；电动汽车群6；DC/AC双向逆变器7；电网8；能量管理组件9。
具体实施方式
为详尽本实用新型之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明，任何所属技术领域技术人员在了解本实用新型内容的实施例后，当可由本实用新型内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本实用新型内容的精神与范围。
图1为光伏储能充放电装置的原理框图，主要包括光伏发电组1、储能单元2、配电单元3、直流充放电机组5、DC/AC双向逆变器7和能量管理组件9，光伏发电组1所产生的电能经电力线传输，电力线与三组相并联的供电线相连，第一组供电线与储能单元2单向连接，储能单元2与配电单元3单向连接，配电单元3与负载4单向连接；第二组供电线经储能单元2与第一直流充放电机组51双向连接，第一直流充放电机组51与电动汽车群6双向连接；第三组供电线与第一直流充放电机组52单向连接，与DC/AC双向逆变器7双向连接， DC/AC双向逆变器7与电网8双向连接；功率跟踪电路与上述供电线相并联。光伏发电组1 由多块光伏太阳能电池板串联组成，数量应至少满足负载4和电动汽车群6充电需要，或满足其它应用环境需要，光伏太阳能电池板由调节架支撑，优选地，调节架可根据光照方向调节光伏太阳能电池板的朝向，调节架通过地脚螺栓进行固定。
如图2所示，能量管理系统分别与光伏发电组1、储能单元2、配电单元3、直流充放电机组5、DC/AC双向逆变器7和电网8相连并进行双向通信，既将电能使用或存储信息上传给能量管理组件9，又执行能量管理组件9的控制指令。
如图3所示，配电单元3包括输入接口与输出接口，只能单向传输电能，配电单元3经输入接口由储能单元2供电，配电单元3经输出接口与社区照明系统、社区公共设施控制系统和应急电源相连。
储能单元2由多块锂电池串联组成，锂电池的数量应至少满足负载4和电动汽车群6用电要求，储能单元2包括储能接口和放能接口，通过储能接口，光伏发电组1和电动汽车群 6向储能单元2提供电能；通过放能接口，储能单元2依次向配电单元3和电动汽车群6供电。
直流充放电机组5包括第一直流充放电机组51和第二直流充放电机组52，第一直流充放电机组51分别与储能单元2、电动汽车群6双向连接，既能接收储能单元2的直流电能为电动汽车群6充电，又可以将电动汽车群6的直流电能提供给储能单元2；第二直流充放电机组52除了与DC/AC双向逆变器7双向连接外，也与电动汽车群6双向连接，DC/AC 双向逆变器7能将光伏发电组1或电动汽车群6产生的直流电转换为交流电，并入电网8，又能将电网8传入的交流电转换为直流电，传递给第二直流充放电机组52，由第二直流充放电机组52为电动汽车群6充电。
当对电动汽车群6充电时，通过能量管理组件9管理，优先接入第一直流充放电机组51，为汽车接入光伏发电组1所产生的电能，当光伏发电量不足时，接入第二直流充放电机组52，为汽车接入电网8的电能，同时，对汽车充电时间和次序进行管理，实现错时充电，避免集中充电对系统产生冲击影响。当电动汽车群6闲置放电时，电动汽车群6优先通过第一直流充放电机组51将直流电提供给储能单元2使用，其次通过第二直流充放电机组52，将多余电能经过DC/AC双向逆变器7并入电网8，起到“填谷”的作用。
光伏发电组1、储能单元2、配电单元3和直流充放电机组5作为本地电力设施，均以直流电进行电能传输，因不需进行能量转换，电力损耗少，优先以本地电能满足本地需要，当本地电能长期匮乏，则增加光伏发电组1中的光伏太阳能电池板数量，当本地电能充盈、间断性匮乏或在电网需要削峰填谷时，通过能量管理组件9调度，完成本地系统与电网间进行能量转换及电能的传输。
如图4所示，系统的主电路包括光伏发电组1、储能单元2、负载4、电动汽车群6、电网8、电感L1和L2、电容C1和C2、开关三极管S1和S2、三极管Q1和Q2、续流二极管D1和D2。开关三极管S1和S2的基极与功率跟踪电路MPPT相连，PWM驱动信号由功率跟踪电路MPPT输出，开关三极管S1和S2分别通过集电极、发射极与续流二极管D1、D2并联，再串联在一起；三极管Q1和Q2的驱动信号由半桥逆变控制输出。光伏发电组1输出的电能主要存储到储能单元2中，储能单元2放电对负载4和电动汽车群6进行供电，有多余电能也传入电网。
以上所述是本申请的优选实施方式，不以此限定本实用新型的保护范围，应当指出，对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种光伏储能充放电装置，包括光伏发电组、储能单元、配电单元、第一直流充放电机组、第二直流充放电机组和DC/AC双向逆变器，其特征在于：所述光伏发电组连接有彼此相并联的第一组供电线、第二组供电线和第三组供电线，所述第一组供电线包括储能单元、配电单元和负载，所述储能单元与所述配电单元单向连接，所述配电单元与所述负载单向连接；所述第二组供电线包括储能单元、第一直流充放电机组和作为用户端的电动汽车群，所述储能单元与所述第一直流充放电机组双向连接，所述第一直流充放电机组与所述电动汽车群双向相连；所述第三组供电线包括第二直流充放电机组、DC/AC双向逆变器和电网，所述DC/AC双向逆变器分别与第二直流充放电机组、电网双向连接；所述光伏发电组与功率跟踪电路相连；
所述光伏发电组包括多块光伏太阳能电池板和调节架，所述光伏太阳能电池板之间彼此串联，所述光伏太阳能电池板由所述调节架能转动地支撑。
2.根据权利要求1所述的光伏储能充放电装置，其特征在于，所述配电单元包括输入接口与输出接口，所述配电单元的输入接口与所述储能单元相连，所述配电单元的输出接口与所述负载相连；所述负载包括直流照明系统、控制系统和应急电源，所述负载以并联形式连接于所述配电单元的输出接口。
3.根据权利要求1所述的光伏储能充放电装置，其特征在于，所述储能单元包括储能接口和放能接口，所述储能接口能与所述光伏发电组单向相连或者与所述电动汽车群连接，所述放能接口能与所述配电单元或者所述第一直流充放电机组相连。
4.根据权利要求1所述的光伏储能充放电装置，其特征在于，所述功率跟踪电路包括两个开关三极管，所述两个开关三极管的两个基极相连，所述两个开关三极管分别通过集电极、发射极与续流二极管进行并联后再串联在一起。
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