CN208571619U - 一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统 - Google Patents

Abstract

实用新型涉及微网系统的技术领域，是一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，包括太阳能光伏发电系统、上端设有补水口的冷水上水箱、上端设有补水口的热水上水箱、温度传感器、电加热装置、控制柜、负载装置、蓄电池组、冷水下水箱、热水下水箱、冷水下水管、冷水电磁阀、热水下水管、热水电磁阀、温差发电装置、冷水提升管、冷水循环泵、热水提升管、热水循环泵、太阳能输电线，第一控制线，第二控制线，负载线，储能线，第三控制线，第四控制线，温差输电线，水位计，排气孔，保温层，本实用新型结构合理而紧凑，解决了现有微网系统存在的供电不可靠与运行成本高的问题。

Description

一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统

技术领域

实用新型涉及微网系统的技术领域，是一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统。

背景技术

微网是分布式发电的一种组织形式，其由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控系统、保护装置组成的小型发配电系统，能够实现自我控制、保护和管理，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。现有的微网系统尚处于建模仿真和小功率实验系统的实现阶段，在实际运行过程中如天气变化、意外事故等原因不能保证太阳能光伏发电系统的的供电能力，不能满足关键负荷的可靠用电要求，如果要保证供电可靠则需要更换更大的蓄电池组来增加蓄电能力，蓄电池组在储电后频繁放电、储电很容易造成蓄电池组的损坏，增加了投资的成本，也限制了微网系统的发展。

发明内容

本实用新型提供了一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，其克服了上有技术之不足，有效解决了现有微网系统存在的运行成本高、储电与供电能力不可靠的问题。

本实用新型是通过以下技术措施来实现的：

一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，包括太阳能光伏发电系统、上端设有补水口的冷水上水箱、上端设有补水口的热水上水箱、温度传感器、电加热装置、控制柜、负载装置、蓄电池组、冷水下水箱、热水下水箱、冷水下水管、冷水电磁阀、热水下水管、热水电磁阀、温差发电装置、冷水提升管、冷水循环泵、热水提升管、热水循环泵；所述冷水上水箱设置在太阳能光伏发电系统左侧，所述热水上水箱设置在冷水上水箱右侧且位于太阳能光伏发电系统左侧，所述温度传感器固定安装在热水上水箱的上部，所述电加热装置固定安装在热水上水箱内部，所述控制柜设置在太阳能光伏发电系统右侧，所述控制柜通过太阳能输电线与太阳能光伏发电系统相连接，所述控制柜通过第一控制线与温度传感器相连接，所述控制柜通过第二控制线与电加热装置相连接，所述负载装置设置在控制柜右侧，所述负载装置通过负载线与控制柜相连接，所述蓄电池组设置在控制柜右侧且位于负载装置下方，所述蓄电池组通过储能线与控制柜相连接，所述冷水下水箱设置在冷水上水箱正下方，所述热水下水箱设置在热水上水箱的正下方，所述冷水上水箱下端右侧通过冷水下水管与冷水下水箱上端右侧相连通，所述冷水电磁阀固定安装在冷水下水管上，所述热水上水箱下端左侧通过热水下水管与热水下水箱上端左侧相连通，所述热水电磁阀固定安装在热水下水管上，所述控制柜通过第三控制线同时与冷水电磁阀、热水电磁阀相连接，所述温差发电装置设置在冷水下水管与热水下水管之间，所述温差发电装置通过温差输电线与控制柜相连接，所述冷水下水箱下端左侧通过冷水提升管与冷水上水箱左侧上部相连通，所述冷水循环泵固定安装在冷水提升管上，所述热水下水箱下端右侧通过热水提升管与热水上水箱右侧上部相连通，所述热水循环泵固定安装在热水提升管上，所述冷水水循环泵与热水循环泵均通过第四控制线与控制柜相连接。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步的优化和/或改进：

在其中一个实施例中，所述冷水上水箱上还设有水位计、排气孔，所述水位计固定安装在冷水上水箱的左侧并延伸至冷水上水箱内部，所述排气孔设置在冷水上水箱的右侧上部。

在其中一个实施例中，所述热水上水箱上还设有水位计、排气孔、保温层，所述水位计固定安装在热水上水箱的上部左侧并延伸至热水上水箱的内部，所述排气孔设置在热水上水箱的上部右侧，所述保温层固定固定安装在热水上水箱的外表面。

在其中一个实施例中，所述冷水下水管中部靠近温差发电装置左侧，所述热水下水管中部靠近温差发电装置右侧。

本实用新型结构合理而紧凑，使用时，通过太阳能光伏发电系统将太阳能过转换为电能，通过太阳能输电线传输至控制柜，再由控制柜通过负载线传输给负载装置使用，此外还有一部电能通过储能线传输给蓄电池组储存起来，剩下的一部分电能通过第二控制线供给电加热装置将热水上水箱内的水加热，保证热水上水箱内部的水温不低于60°，等热水上水箱内部的水位低于60°时温度传感器通过第一控制线发出信号给控制柜，控制柜通过第二控制线继续给电加热装置供热，当热水上水箱内部的水温在90°以上时，温度传感器通过第一控制线给控制柜发出信号，控制柜停止继续给电加热装置加热，在本实用新型实际运行过程中遇到天气连阴或者意外事故导致太阳能光伏发电系统不能继续发电供给负载装置时，控制柜会通过第三控制线同时打开冷水电磁阀与热水电磁阀，通过第二控制线事先给热水上水箱内的冷水进行加热保证水温在60°以上，也就保证了冷水上水箱内的冷水与热水上水箱内的热水温差在40°以上，在冷水下水管与热水下水管之间的温差发电装置根据赛贝克效应进行发电，通过温差输电线将温差发电装置产生的电量输给控制柜，继而又控制柜将电量输给负载装置进行应急使用，在温差发电装置所产生的电量不够负载装置使用的情况下，控制柜才会开启蓄电池组内储存的电量供负载装置使用，否则蓄电池组的电量一直处于封存状态，供下次应急情况使用，双重保障了本实用新型的供电可靠，此时冷水上水箱内的冷水通过冷水下水管输进冷水下水箱内储存，热水上水箱内的热水通过热水下水管输进热水下水箱内储存，此时热水循环泵与冷水循环泵处于关闭装状态，当天气转晴或者故障抢修结束太阳能光伏发电系统处于正常运行状态，通过太阳能光伏发电系统产生的电量重复上述的储电步骤，通过控制柜将电量供给负载装置继续使用，通过控制柜将电量继续储存在蓄电池组内储存，控制柜通过第四控制线与太阳能光伏发电系统产生的电能开启冷水循环泵与热水循环泵，同时将冷水下水箱内的冷水通过冷水提升管提升至冷水上水箱内，将热水下水箱内的热水通过热水提升管提升至热水上水箱内，为下次紧急情况储能发电，如此循环。本实用新型解决了现有微网系统存在的供电不可靠与运行成本高的问题。

附图说明

附图1为本实用新型的最佳结构示意图。

附图中的编码分别为：1为太阳能光伏发电系统，3为冷水上水箱，2为补水口，4为热水上水箱，5为温度传感器，6为电加热装置，7为控制柜，8为负载装置，9为蓄电池组，10为冷水下水箱，11为热水下水箱，12为冷水下水管，13为冷水电磁阀，14为热水下水管，15为热水电磁阀，16为温差发电装置，17为冷水提升管，18为冷水循环泵，19为热水提升管，20为热水循环泵，21为太阳能输电线，22为第一控制线，23为第二控制线，24为负载线，25为储能线，26为第三控制线，27为第四控制线，28为温差输电线，29为水位计，30为排气孔，31为保温层。

具体实施方式

本实用新型不受下列实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式行描进述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是根据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步的描述：

如图1所示，一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，包括太阳能光伏发电系统1、上端设有补水口2的冷水上水箱3、上端设有补水口2的热水上水箱4、温度传感器5、电加热装置6、控制柜7、负载装置8、蓄电池组9、冷水下水箱10、热水下水箱11、冷水下水管12、冷水电磁阀13、热水下水管14、热水电磁阀15、温差发电装置16、冷水提升管17、冷水循环泵18、热水提升管19、热水循环泵20；所述冷水上水箱3设置在太阳能光伏发电系统1左侧，所述热水上水箱4设置在冷水上水箱3右侧且位于太阳能光伏发电系统1左侧，所述温度传感器5固定安装在热水上水箱4的上部，所述电加热装置6固定安装在热水上水箱4内部，所述控制柜7设置在太阳能光伏发电系统1右侧，所述控制柜7通过太阳能输电线21与太阳能光伏发电系统1相连接，所述控制柜7通过第一控制线22与温度传感器5相连接，所述控制柜7通过第二控制线23与电加热装置6相连接，所述负载装置8设置在控制柜7右侧，所述负载装置8通过负载线24与控制柜7相连接，所述蓄电池组9设置在控制柜7右侧且位于负载装置8下方，所述蓄电池组9通过储能线25与控制柜7相连接，所述冷水下水箱10设置在冷水上水箱3正下方，所述热水下水箱11设置在热水上水箱4的正下方，所述冷水上水箱3下端右侧通过冷水下水管12与冷水下水箱10上端右侧相连通，所述冷水电磁阀13固定安装在冷水下水管12上，所述热水上水箱4下端左侧通过热水下水管14与热水下水箱11上端左侧相连通，所述热水电磁阀15固定安装在热水下水管14上，所述控制柜7通过第三控制线26同时与冷水电磁阀13、热水电磁阀15相连接，所述温差发电装置16设置在冷水下水管12与热水下水管14之间，所述温差发电装置16通过温差输电线28与控制柜相连接，所述冷水下水箱10下端左侧通过冷水提升管17与冷水上水箱3左侧上部相连通，所述冷水循环泵18固定安装在冷水提升管17上，所述热水下水箱11下端右侧通过热水提升管19与热水上水箱4右侧上部相连通，所述热水循环泵20固定安装在热水提升管19上，所述冷水循环泵18与热水循环泵20均通过第四控制线27与控制柜7相连接。

本实用新型结构合理而紧凑，使用时，通过太阳能光伏发电系统1将太阳能过转换为电能，通过太阳能输电线21传输至控制柜7，再由控制柜7通过负载线24传输给负载装置8使用，此外还有一部电能通过储能线25传输给蓄电池组9储存起来，剩下的一部分电能通过第二控制线23供给电加热装置6将热水上水箱4内的水加热，保证热水上水箱4内部的水温不低于60°，等热水上水箱4内部的水位低于60°时温度传感器5通过第一控制线22发出信号给控制柜7，控制柜7通过第二控制线23继续给电加热装置6供热，当热水上水箱4内部的水温在90°以上时，温度传感器5通过第一控制线22给控制柜7发出信号，控制柜7停止继续给电加热装置6加热，在本实用新型实际运行过程中遇到天气连阴或者意外事故导致太阳能光伏发电系统1不能继续发电供给负载装置8时，控制柜7会通过第三控制线26同时打开冷水电磁阀13与热水电磁阀15，通过第二控制线23事先给热水上水箱4内的冷水进行加热保证水温在60°以上，也就保证了冷水上水箱3内的冷水与热水上水箱4内的热水温差在40°以上，在冷水下水管12与热水下水管14之间的温差发电装置16根据赛贝克效应进行发电，通过温差输电线28将温差发电装置16产生的电量输给控制柜7，继而控制柜7将电量输给负载装置8进行应急使用，在温差发电装置16所产生的电量不够负载装置8使用的情况下，控制柜7才会开启蓄电池组9内储存的电量供负载装置8使用，否则蓄电池组9的电量一直处于封存状态，供下次应急情况使用，双重保障了本实用新型的供电可靠，此时冷水上水箱3内的冷水通过冷水下水管12输进冷水下水箱11内储存，热水上水箱4内的热水通过热水下水管14输进热水下水箱11内储存，此时热水循环泵20与冷水循环泵18处于关闭装状态，当天气转晴或者故障抢修结束太阳能光伏发电系统1处于正常运行状态，通过太阳能光伏发电系统1产生的电量重复上述的储电步骤，通过控制柜7将电量供给负载装置8继续使用，通过控制柜7将电量继续储存在蓄电池组9内储存，控制柜7通过第四控制线27与太阳能光伏发电系统1产生的电能开启冷水循环泵18与热水循环泵20，同时将冷水下水箱10内的冷水通过冷水提升管17提升至冷水上水箱3内，将热水下水箱11内的热水通过热水提升管19提升至热水上水箱4内，为下次紧急情况储能发电，如此循环。本实用新型解决了现有微网系统存在的供电不可靠与运行成本高的问题。

可根据实际需要对上述一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统进行进一步的优化或/和改进：

如图1所示，所述冷水上水箱3上还设有水位计29、排气孔30，所述水位计29固定安装在冷水上水箱3的左侧并延伸至冷水上水箱3内部，所述排气孔30设置在冷水上水箱3的右侧上部。这里设置水位计29是为了在人工加水时可以清楚的判断冷水上水箱内3的液位，设有排气孔30是为了将冷水上水箱3内的气体排出，保证冷水上水箱3内为无压状态。

如图1所示，所述热水上水箱4上还设有水位计29、排气孔30、保温层31，所述水位计29固定安装在热水上水箱4的上部左侧并延伸至热水上水箱4的内部，所述排气孔30设置在热水上水箱4的上部右侧，所述保温层31固定固定安装在热水上水箱4的外表面。这里设置水位计29是为了在人工往热水上水箱4内加水时方便观察热水上水箱4内液位的高低，这里设置排气孔30是为了及时将热水上水箱1内的热气体排出，保证热水上水箱1内部为无压状态，这里设置保温层31是为了避免热水上水箱4内部的热量散失，节能环保。

如图1所示，所述冷水下水管12中部靠近温差发电装置16左侧，所述热水下水管14中部靠近温差发电装置16右侧。

以上技术特征构成了本实用新型最佳的实施例，其具有较强的适应性和最佳的实施效果，可根据实际需要增加或减少非必要的技术特征，来满足不同的需求。

Claims (4)

1.一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，其特征在于，包括太阳能光伏发电系统、上端设有补水口的冷水上水箱、上端设有补水口的热水上水箱、温度传感器、电加热装置、控制柜、负载装置、蓄电池组、冷水下水箱、热水下水箱、冷水下水管、冷水电磁阀、热水下水管、热水电磁阀、温差发电装置、冷水提升管、冷水循环泵、热水提升管、热水循环泵；所述冷水上水箱设置在太阳能光伏发电系统左侧，所述热水上水箱设置在冷水上水箱右侧且位于太阳能光伏发电系统左侧，所述温度传感器固定安装在热水上水箱的上部，所述电加热装置固定安装在热水上水箱内部，所述控制柜设置在太阳能光伏发电系统右侧，所述控制柜通过太阳能输电线与太阳能光伏发电系统相连接，所述控制柜通过第一控制线与温度传感器相连接，所述控制柜通过第二控制线与电加热装置相连接，所述负载装置设置在控制柜右侧，所述负载装置通过负载线与控制柜相连接，所述蓄电池组设置在控制柜右侧且位于负载装置下方，所述蓄电池组通过储能线与控制柜相连接，所述冷水下水箱设置在冷水上水箱正下方，所述热水下水箱设置在热水上水箱的正下方，所述冷水上水箱下端右侧通过冷水下水管与冷水下水箱上端右侧相连通，所述冷水电磁阀固定安装在冷水下水管上，所述热水上水箱下端左侧通过热水下水管与热水下水箱上端左侧相连通，所述热水电磁阀固定安装在热水下水管上，所述控制柜通过第三控制线同时与冷水电磁阀、热水电磁阀相连接，所述温差发电装置设置在冷水下水管与热水下水管之间，所述温差发电装置通过温差输电线与控制柜相连接，所述冷水下水箱下端左侧通过冷水提升管与冷水上水箱左侧上部相连通，所述冷水循环泵固定安装在冷水提升管上，所述热水下水箱下端右侧通过热水提升管与热水上水箱右侧上部相连通，所述热水循环泵固定安装在热水提升管上，所述冷水循环泵与热水循环泵均通过第四控制线与控制柜相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，其特征在于，所述冷水上水箱上还设有水位计、排气孔，所述水位计固定安装在冷水上水箱的左侧并延伸至冷水上水箱内部，所述排气孔设置在冷水上水箱的右侧上部。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，其特征在于，所述热水上水箱上还设有水位计、排气孔、保温层，所述水位计固定安装在热水上水箱的上部左侧并延伸至热水上水箱的内部，所述排气孔设置在热水上水箱的上部右侧，所述保温层固定固定安装在热水上水箱的外表面。

4.根据权利要求3所述的一种基于分布式发电与储能充电的能源微网系统，其特征在于，所述冷水下水管中部靠近温差发电装置左侧，所述热水下水管中部靠近温差发电装置右侧。