CN208489813U - 供电装置及供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及供电技术领域，提供了一种供电装置及供电系统。其中，该供电装置包括光伏发电模块、储能模块和电源转换模块：光伏发电模块、储能模块、电源转换模块与公共电网依次电连接，储能模块与道路用电设备电连接；光伏发电模块用于将太阳能转化为电能并传输至储能模块；储能模块用于存储电能，以及将供应给道路用电设备的剩余电能传输至电源转换模块；电源转换模块用于储能模块和公共电网之间的双向电能传输。本实用新型提供的供电装置及供电系统提高了光伏发电的利用率，提供了可靠的电力出行服务，解决了在没有太阳能照射的夜晚和阴雨季节导致光伏发电产生的电能不足以给道路用电设备提供电力供应的问题，提高了供电服务质量和服务水平。

Description

供电装置及供电系统

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，具体而言，涉及一种供电装置及供电系统。

背景技术

伴随着中国经济高速发展，作为最便捷和高效的电力能源，迎来转型发展的转折点，电力增长的速度已远大于经济发展的速度，供大于求的情况已明显凸现，然而国家却大力鼓励新能源的发展，光伏发电、风力发电在这次转型中表现抢眼。

光伏发电是利用光电效应的原理产生电能，光伏组件在太阳光的照射下产生电力，通过技术手段把电力引出服务于我们的生产和生活。然而现有技术中光伏发电的利用率低，且在没有太阳照射的夜晚和阴雨季节光伏发电产生的电能不足以给道路用电设备提供电力供应。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种供电装置及供电系统，以解决光伏发电利用率低，当没有太阳能照射的夜晚和阴雨季节导致光伏发电产生的电能不足以给道路用电设备提供电力供应的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种供电装置，应用于道路，用于给道路用电设备提供电力供应，所述供电装置与公共电网电连接，所述供电装置包括光伏发电模块、储能模块和电源转换模块：所述光伏发电模块、储能模块、电源转换模块与所述公共电网依次电连接，所述储能模块与所述道路用电设备电连接；所述光伏发电模块用于将太阳能转化为电能并传输至所述储能模块；所述储能模块用于存储电能，以及将供应给所述道路用电设备的剩余电能传输至所述电源转换模块；所述电源转换模块用于所述储能模块和所述公共电网之间的双向电能传输。

进一步地，所述光伏发电模块包括支撑架和光伏组件，所述支撑架和所述光伏组件可拆卸连接，所述支撑架安装于所述道路上。

进一步地，所述支撑架包括支撑部、转动部和顶部支架，所述支撑部与所述转动部转动连接，所述转动部与所述顶部支架可拆卸连接，所述顶部支架与所述光伏组件可拆卸连接。

进一步地，所述电源转换模块为双向逆变器，所述双向逆变器用于将储能模块传输的直流电转换为交流电并发送至所述公共电网，以及将所述公共电网传输的交流电转换为直流电并发送至储能模块。

进一步地，所述供电装置还包括变压模块，所述变压模块电连接于所述电源转换模块与所述公共电网之间，所述变压模块用于所述电源转换模块与所述公共电网之间的双向电能传输。

进一步地，所述储能模块包括控制器、储能单元和检测单元，所述控制器、储能单元与所述检测单元依次电连接，所述检测单元与所述控制器电连接；所述检测单元用于检测所述储能单元中的存储电能并传输给所述控制器，以使所述控制器依据所述存储电能控制所述储能单元进行电能的存储以及释放。

进一步地，所述储能单元包括电感器、电容器和超导储能器中的至少一种。

进一步地，所述供电装置还包括显示模块，所述显示模块与所述储能模块电连接，用于显示所述储能模块中的所述存储电能。

进一步地，所述显示模块包括液晶屏和数码管中的至少一种。

一种供电系统，包括上述的供电装置，所述供电装置包括光伏发电模块、储能模块和电源转换模块：所述光伏发电模块、储能模块、电源转换模块与所述公共电网依次电连接，所述储能模块与所述道路用电设备电连接；所述光伏发电模块用于将太阳能转化为电能并传输至所述储能模块；所述储能模块用于存储电能，以及将供应给所述道路用电设备的剩余电能传输至所述电源转换模块；所述电源转换模块用于所述储能模块和所述公共电网之间的双向电能传输。所述供电系统还包括公共电网，所述公共电网与所述供电装置电连接，所述公共电网用于在所述供电装置不足以给道路用电设备提供电力供应时，将电能传输至所述供电装置，所述公共电网还用于在所述供电装置足以给所述道路用电设备提供电力供应时，传输所述供电装置中剩余电能。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种供电装置及供电系统，利用供电装置中的光伏发电模块发电产生电能，储能模块对电能进行存储以及将剩余电能通过电源转换模块传输至公共电网；公共电网也在储能模块不足以给道路用电设备供电时，经电源转换模块将电能传输至储能模块进行存储以给道路用电设备提供电力供应。解决了光伏发电的利用率低、以及当没有太阳能照射的夜晚和阴雨季节导致光伏发电产生的电能不足以给道路用电设备提供电力供应的问题，提高了供电服务质量和服务水平。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型第一实施例所提供的供电装置的方框示意图。

图2示出了本实用新型第一实施例所提供的光伏组件的结构示意图。

图3示出了本实用新型第一实施例所提供的储能模块的方框示意图。

图4示出了本实用新型第二实施例所提供的供电系统的方框示意图。

图标：100-供电装置；110-光伏发电模块；111-光伏组件；113-支撑架；1132-支撑部；1134-转动部；1136-顶部支架；130-储能模块；132-检测单元；134-储能单元；136-控制器；150-显示模块；170-电源转换模块；190-变压模块；200-道路用电设备；300-公共电网；10-供电系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。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。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

本实施例提供了一种供电装置100，可以实现分布式光伏供电。请参阅图1，供电装置100包括光伏发电模块110、储能模块130、显示模块150、电源转换模块170以及变压模块190。光伏发电模块110、储能模块130、电源转换模块170和变压模块190依次电连接，储能模块130与显示模块150电连接，且储能模块130与道路用电设备200电连接，变压模块190与公共电网300电连接。

在本实施例中，光伏发电模块110与储能模块130电连接，用于将太阳能转化为电能并传输至储能模块130。请参阅图2，光伏发电模块110可以包括光伏组件111和支撑架113，光伏组件111与支撑架113可拆卸连接，支撑架113安装于道路上，可以安装在道路的中间或者道路两旁。光伏组件111与储能模块130电连接，可以实现将光伏组件111产生的电能传输至储能模块130。

作为一种实施方式，支撑架113可以包括支撑部1132、转动部1134和顶部支架1136，支撑部1132与转动部1134转动连接，转动部1134与顶部支架1136可拆卸连接，顶部支架1136与光伏组件111可拆卸连接。所述支撑部1132固定安装于道路上，转动部1134可相对于支撑部1132转动，转动部1134可以带动顶部支架1136连同与顶部支架1136可拆卸连接的光伏组件111转动。

具体地，支撑架113的支撑部1132一端可以固定安装于道路的中间隔离带或道路两侧，还可以安装在道路服务区停车场，支撑部1132的另一端转动连接有转动部1134，转动部1134还可拆卸连接有顶部支架1136，顶部支架1136可拆卸连接光伏组件111，可以将光伏组件111拆卸下来进行检修、更换、清理等，保持光伏组件111的良好运行状态，以提高光伏发电模块110的发电效率。支撑架113将光伏组件111支撑于道路的上空，不占用来往车辆的行使空间，节约了土地资源。转动部1134转动带动顶部支架1136，光伏组件111随之转动，可以改变光伏组件111的倾斜角度，以适应太阳光的入射角度的变换，光伏组件111吸收更多的太阳能，将更多的太阳能转化为电能，也提高了光伏发电模块110的发电效率。

在本实施例中，储能模块130与道路用电设备200和电源转换模块170均电连接，用于存储电能，以及将供应给道路用电设备200剩余电能传输至电源转换模块170。道路用电设备200可以是，但不限于路灯、充电桩、充电车棚和公共服务站。请参阅图3，储能模块130可以包括检测单元132、储能单元134和控制器136，检测单元132、储能单元134和控制器136依次电连接，控制器136与检测单元132电连接，储能单元134与光伏组件111和电源转换模块170均电连接。剩余电能可以是储能单元134中存储电能与控制器136中预设电能的差值，存储电能为储能单元134内存储的电能，预设电能为控制器136依据道路用电设备200在预设时间(例如，24h)内消耗的电能。

检测单元132用于检测储能单元134中的存储电能并传输给所述控制器136，以使控制器136依据所述存储电能控制储能单元134中电能的存储以及释放。作为一种实施方式，检测单元132可以是电量计，电量计与储能单元134电连接，可以计量出所述储能单元134中剩余的电能。电量计的测量方法可以是电压测试法、电池建模法和库仑计法中的至少一种。

储能单元134用于在控制器136的控制下对电能进行存储和释放，以及将供应给所述道路用电设备200的剩余电能传输至所述电源转换模块170。储能单元134将光伏发电模块110中的光伏组件111传输过来的电能进行存储，也为道路用电设备200提供电力供应，还将供应给所述道路用电设备200的剩余电能传输至所述电源转换模块170。储能单元134可以包括电感器、电容器和超导储能器中的至少一种。

需要说明的是，存储电能可以有两个方面的来源，一方面是光伏发电模块110将太阳能转换为电能并存储至储能模块130，另一方面是将公共电网300的电能依次经过变压模块190和电源转换模块170传输至储能模块130进行存储。

控制器136用于依据检测单元132检测储能单元134中的存储电能控制储能单元134进行电能的存储以及释放。例如，当检测单元132检测到储能单元134的存储电能为70％并将其传输给控制器136，控制器136判断70％的存储电能是否大于预设电能，若此时控制器136内设定预设电能为50％，则控制器136可以得出剩余电能为20％的结论，并判定可以将储能单元134内20％的剩余电能传输给电源转换模块170，此为控制器136控制储能单元134进行电能的释放。当检测单元132检测到储能单元134的存储电能为30％并将其传输至控制器136，控制器136判断30％的存储电能是否大于预设电能，若此时控制器136内设定的预设电能为50％，则控制器136可以判定储能单元134不足以给道路用电设备200提供电力供应，因此需要进行电能的存储。

控制器136可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力，控制器136可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、可编程逻辑控制器或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本实施例中，显示模块150与储能模块130电连接，用于显示所述储能模块130中存储的电能。具体地，显示模块150与储能模块130的控制器136电连接，检测单元132检测储能单元134中的存储电能并发送给控制器136，控制器136控制显示模块150对存储电能进行显示。显示模块150可以是液晶屏和数码管中的至少一种。作为一种实施方式，显示模块150可以选用两位数码管，若检测单元132检测到储能单元134中存储电能为70％，那么控制器136控制两位数码管的高位显示“7”，低位显示“0”，意为此时储能单元134中存储电能为70％。

于本实用新型的其他实施例中，显示模块150与储能模块130电连接，可以用于显示储能模块130的内部运行状态。储能模块130的储能单元134内部由多个电池组并联而成，每次电池组有其对应的编号，检测单元132检测每个电池组的运行状态，即每个电池组是否能正常工作，若其中一个电池组损坏，不能正常工作，则检测单元132将其对应的编号发送至控制器136，控制器136控制显示模块150对不能正常工作的电池组的编号进行显示。

在本实施例中，电源转换模块170与储能模块130和变压模块190均电连接，用于储能模块130和变压模块190之间的双向电能传输。电源转换模块170将储能模块130传输的直流电转换为交流电并发送至变压模块190，电源转换模块170还可以将变压模块190传输的交流电转换为直流电并传输至储能模块130中进行存储。可选地，电源转换模块170可以将储能模块130传输的直流电转换为交流电并发送至道路用电设备200，给道路用电设备200提供交流电的电力供应。

作为一种实施方式，电源转换模块170可以是双向逆变器，双向逆变器包括直流接线端和交流接线端，直流接线端与储能模块130电连接，交流接线端与变压模块190电连接。双向逆变器将储能模块130传输的直流电经直流接线端传入转换为交流电并经交流接线端传输至变压模块190，双向逆变器还可以将变压模块190传输的交流电经交流接线端传入转换为直流电并经直流接线端传输至储能模块130中进行存储。双向逆变器可以实现储能模块130与变压模块190之间的交直流转换。

在本实施例中，变压模块190电连接于电源转换模块170和公共电网300之间，用于电源转换模块170和公共电网300之间的双向电能传输。变压模块190将电源转换模块170传输的电压进行升压并传输至公共电网300，还可以将所述公共电网300上的电压进行降压并传输至所述电源转换模块170。

在本实施例中，公共电网300与变压模块190电连接，当没有太阳能照射的夜晚和阴雨季节导致光伏发电模块110产生的电能不足以给道路用电设备200提供电力供应时，公共电网300将其电能传输至供电装置100的储能模块130，以持续给道路用电设备200提供电力供应。当供电装置100足以给道路用电设备200提供电力供应时，供电装置100传输剩余电能至公共电网300，提高光伏发电的利用率。

具体地，在储能模块130的电能“充足”的时候，即存储电能大于预设电能时，储能模块130将剩余电能传输，经电源转换模块170转换为交流电后再经过变压模块190进行升压并传输至公共电网300，以实现并网，光伏发电模块110产生的电能供给至道路用电设备200后，将储能模块130中的剩余电能依次经过电源转换模块170和变压模块190后传输至公共电网300，提高了光伏发电的利用率。当在没有太阳照射的夜晚和阴雨季节，光伏发电不能发电，储能模块130的电能“不足”的时候，即存储电能小于预设电能时，公共电网300将其电能经变压模块190降压，再经电源转换模块170进行交流电转直流电，最后传输给储能模块130进行存储，以实现公共电网300对储能模块130的“补偿”，让储能模块130持续为道路用电设备200提供电力供应。本实施例提供的供电装置100的工作原理是：光伏发电模块110将太阳能转化为电能并传输至储能模块130，储能模块130将电能进行存储，并给道路用电设备200提供电力供应，还将剩余电能依次通过电源转换模块170和变压模块190后传输至公共电网300；当没有太阳能照射的夜晚和阴雨季节导致光伏发电模块110产生的电能不足以给道路用电设备200提供电力供应时，公共电网300上的电能依次经过变压模块190、电源转换模块170传输给储能模块130，以使储能模块130持续为道路用电设备200供电。

供电装置100可以与操作系统连接，用于在操作系统的控制下，实现对各模块的控制。

第二实施例

请参阅图4，本实施例提供了一种供电系统10，供电系统10包括供电装置100和公共电网300，供电装置100与公共电网300电连接。

供电装置100用于给道路用电设备200提供电力供应，并将供应给道路用电设备200的剩余电能传输至公共电网300。

公共电网300用于在供电装置100不足以给道路用电设备200提供电力供应时，将电能传输至供电装置100，还可以用于在供电装置100足以给道路用电设备200提供电力供应时，传输供电装置100中的剩余电能至公共电网300。

综上所述，本实用新型提供一种供电装置及供电系统，供电装置包括光伏发电模块、储能模块、电源转换模块和变压模块，光伏发电模块、储能模块、电源转换模块和变压模块依次电连接，光伏发电模块将太阳能转化为电能并传输至储能模块；储能模块进行电能存储，还将供应给道路用电设备的剩余电能传输至电源转换模块；电源转换模块实现储能模块和变压模块之间的双向电能传输；变压模块实现电源转换模块与公共电网之间的双向电能传输。本实用新型可以将供电装置的剩余电能传输至公共电网，提高了光伏发电的利用率；当没有太阳能照射的夜晚和阴雨季节导致光伏发电模块110产生的电能不足以为道路用电设备200供电时，公共电网300可以将其电能传输至储能模块130，以给道路用电设备200提供持续电力供应，提高了供电服务质量和服务水平。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供电装置，其特征在于，应用于道路，用于给道路用电设备提供电力供应，所述供电装置与公共电网电连接，所述供电装置包括光伏发电模块、储能模块和电源转换模块：

所述光伏发电模块、储能模块、电源转换模块与所述公共电网依次电连接，所述储能模块与所述道路用电设备电连接；

所述光伏发电模块用于将太阳能转化为电能并传输至所述储能模块；

所述储能模块用于存储电能，以及将供应给所述道路用电设备的剩余电能传输至所述电源转换模块；

所述电源转换模块用于所述储能模块和所述公共电网之间的双向电能传输。

2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述光伏发电模块包括支撑架和光伏组件，所述支撑架和所述光伏组件可拆卸连接，所述支撑架安装于所述道路上。

3.如权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述支撑架包括支撑部、转动部和顶部支架，所述支撑部与所述转动部转动连接，所述转动部与所述顶部支架可拆卸连接，所述顶部支架与所述光伏组件可拆卸连接。

4.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述电源转换模块为双向逆变器，所述双向逆变器用于将储能模块传输的直流电转换为交流电并发送至所述公共电网，以及将所述公共电网传输的交流电转换为直流电并发送至储能模块。

5.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括变压模块，所述变压模块电连接于所述电源转换模块与所述公共电网之间，所述变压模块用于所述电源转换模块与所述公共电网之间的双向电能传输。

6.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述储能模块包括控制器、储能单元和检测单元，所述控制器、储能单元与所述检测单元依次电连接，所述检测单元与所述控制器电连接；

所述检测单元用于检测所述储能单元中的存储电能并传输给所述控制器，以使所述控制器依据所述存储电能控制所述储能单元进行电能的存储以及释放。

7.如权利要求6所述的供电装置，其特征在于，所述储能单元包括电感器、电容器和超导储能器中的至少一种。

8.如权利要求6所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括显示模块，所述显示模块与所述储能模块电连接，用于显示所述储能模块中的所述存储电能。

9.如权利要求8所述的供电装置，其特征在于，所述显示模块包括液晶屏和数码管中的至少一种。

10.一种供电系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的供电装置，所述供电系统还包括公共电网，所述公共电网与所述供电装置电连接，所述公共电网用于在所述供电装置不足以给道路用电设备提供电力供应时，将电能传输至所述供电装置，所述公共电网还用于在所述供电装置足以给所述道路用电设备提供电力供应时，传输所述供电装置中剩余电能。