CN209224981U - 一种大型居住小区微电网充放电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及居民小区配电网技术领域，具体地公开了一种大型居住小区微电网充放电系统，包括至少一个具有发、储电能的路灯主体和至少一个的充电桩主体，所述路灯主体包括路灯、为路灯提供电能的蓄电池组以及为蓄电池组充电的发电组，所述充电桩主体包括充电桩以及为充电桩供能的第四蓄电池组，所述蓄电池组和第四蓄电池组并联。本实用新型分布式电源微电网应用可作为大型小区配电系统固定的设计方案，具有明显的工程指导效果；各充放设备可达到大型混合型居住小区多目标协同供配电的效果；且各电池组均并联在一起，充放电会更平稳、更均匀，具有延长电池使用寿命的效果。

Description

一种大型居住小区微电网充放电系统

技术领域

本实用新型涉及居民小区配电网技术，特别是涉及一种大型居住小区微电网充放电系统。

背景技术

电力驱动已成为赋予这个时代最鲜明的发展特征，随着新的电气化概念的演变，电力使得城市更加具有生命力，人类活动变得更加活跃。因此，城市电力系统研究必须跟上时代发展的进程，其中又以居住小区为典型对象。小区低压供电系统从上个世纪末到现在发生翻天覆地的变化，从最开始的普通照明系统应用到后来的电视、风扇等小家电，从冰箱、洗衣机等大功率电器到楼宇生活用水和消防动力，再从后来的大型空调通风系统到目前的智能家居系统，可以说目前居住小区已成为城市用电最核心的板块。

然而电气化设备种类和功率都在增加的情况下，城市电网陈旧的布局方案难堪重任，尤其是每天数以万计新增设备使得原来的电力系统调度有些崩溃。从本世纪以来，如何解决发电中心与负荷中心之间矛盾的关系是大家最为关注的话题，长久以来这个问题都没有得到有效的缓解。不过令人欣喜的是，当前，以大型小区为负荷中心的分布式自建微电网系统逐渐成为一个长效研究热点，但从已公开的技术方案来看，大家对小区分布式电源微电网应用还处于摸索试探阶段，大多数方案只停留在理论阶段，真正实用有效的工程案例并不多见。

目前来看，小区以分布式电源组建的微电网系统应用存在以下几项突出的矛盾：1)分布式电源规模建设与小区场地局限之间的矛盾(建设问题)；2)分布式电源发电总容量与设备容量之间的矛盾(容量问题)；3)组建的微电网系统与需要电源的设备种类之间的矛盾(供给对象问题)。将这三方面的矛盾柔和在一起就是目前有待解决的不足之处。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种大型居住小区微电网充放电系统。

对于新型大型居住小区模式而言(比如高层与别墅混合小区)，需要考虑怎样充分利用小区优势因地制宜弥补小区存在的不足。其中，地面车辆(高层区域的电动车和别墅区域的电动汽车)的充电供给系统接入小区市电配电系统对电网造成一定的冲击，因此可以考虑采用小区自建分布式微电网充电系统。因此，本实用新型采用以下技术方案：

一种大型居住小区微电网充放电系统，包括至少为一个的路灯主体以及至少为一个的充电桩主体，所述路灯主体包括路灯、为路灯提供电能的蓄电池组以及为蓄电池组充电的发电组，所述充电桩主体包括充电桩以及为充电桩供能的第四蓄电池组，所述蓄电池组和第四蓄电池组并联。

作为一种优选，所述路灯主体设为三个，分别为第一路灯主体、第二路灯主体、第三路灯主体；

所述第一路灯主体包括第一光伏组件、第一光伏控制器、第一发电风机、第一风机控制器、第一蓄电池组、第一逆变器以及第一路灯，其中能将光能转化成电能的第一光伏组件与第一光伏控制器相连，能将风能转化成电能的第一发电风机与第一风机控制器相连，第一蓄电池组与能将第一蓄电池组中直流电转化成交流电的第一逆变器相连，第一逆变器与需要交流电的第一路灯连接；

所述第二路灯主体包括第二光伏组件、第二光伏控制器、第二发电风机、第二风机控制器、第二蓄电池组、第二逆变器以及第二路灯，其中能将光能转化成电能的第二光伏组件与第二光伏控制器相连，能将风能转化成电能的第二发电风机与第二风机控制器相连，第二蓄电池组与能将第二蓄电池组中直流电转化成交流电的第二逆变器相连，第二逆变器分别与需要交流电的第二路灯和第一充电桩连接；

所述第三路灯主体还包括第三蓄电池组、能将第三蓄电池组中直流转化成交流的第三逆变器以及由第三逆变器提供交流电的第三路灯；

所述充电桩主体包括第四蓄电池组、能将第四蓄电池组中直流转化成交流的第四逆变器以及由第四逆变器提供交流电的第二充电桩；

其中，所述第一蓄电池组、第二蓄电池组、第三蓄电池组以及第四蓄电池组互相并联，并联的蓄电池组与带有直流电的第一光伏控制器、第一风机控制器、第一光伏控制器、第一风机控制器分别相连。

作为一种优选，所述第一充电桩为电动汽车充电桩。

作为一种优选，所述第一充电桩安装在第二路灯主体上。

作为一种优选，所述第二路灯主体紧靠小区地面停车位安装。

作为一种优选，所述第一路灯主体和第二路灯主体安装于小区内日光照强度大且持续时间长处。

作为一种优选，所述第二充电桩为电动单车充电桩。

作为一种优选，对应所述充电桩主体安装处设置有小区电动单车停车棚，所述充电桩主体安装于所述小区电动单车停车棚内。

作为一种优选，所述第一路灯主体、第二路灯主体、第三路灯主体以及充电桩主体均可设置为多个。

作为一种优选，所述多个第一路灯主体(1)、第二路灯主体(2)、第三路灯主体(3)以及充电桩主体(4)的蓄电池组相互并联。

相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型大型居住小区微电网充放电系统，充分利用小区空旷的地理优势，借助路灯主体的高度将太阳能和风能转化为电能，因地制宜形成分布式电源微电网系统给小区地面路灯和充电桩提供电源，本实用新型分布式电源微电网应用可作为大型小区配电系统固定的设计方案，本技术方案在实际应用完全可行的基础上实现了小区微电网系统优化，具有明显的工程指导效果。

2、本实用新型大型居住小区微电网充放电系统，根据小区内部区域特性的不同采用不同功能的路灯主体，如别墅区域相对空旷，全天都有充足的阳光和风能，可以全部采用带有光伏组件和风机的路灯主体，从而达到大量储存电能的目的，另外别墅区域地面停车位可以安装带有电动汽车充电桩的路灯主体，以实现业主充电的便捷性；同样，高层区域相对闭塞且会有不少电动单车，因此可采用仅含有路灯的路灯主体并集中安装电动单车充电桩提供电源，如此以来，本技术方案即可达到大型混合型居住小区多目标协同供配电的有益效果。

3、本实用新型大型居住小区微电网充放电系统，采用独立分布式微电网解决路灯、充电桩的电源问题，有效的减轻了城市居住小区市电调度负担，同时避免了大量大电流设备启动电流对主电网的冲击，而且可发电量与需供给设备容量基本对等，不会产生过负载供电造成微电网崩溃，从而本技术方案还具有可持续良性发展的有益效果。

4、本实用新型大型居住小区微电网充放电系统，各电池组均并联在一起，充放电会更平稳、更均匀，具有延长电池使用寿命的有益效果。

5、本实用新型大型居住小区微电网充放电系统，基于充分调研大型混合居住小区区域空间特性建立，即优化整合了小区资源，又方便了小区居民，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的实物连接示意图。

具体实施方式

现在结合说明书附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

如图1所示的一种大型居住小区微电网充放电系统，包括至少为一个的路灯主体以及至少为一个的充电桩主体4，所述路灯主体包括路灯、为路灯提供电能的蓄电池组以及为蓄电池组充电的发电组，所述充电桩主体4包括充电桩以及为充电桩供能的第四蓄电池组54，所述蓄电池组和第四蓄电池组54并联。

本实施例当中所述的系统，可以因地适宜，根据不同的小区地形选择不同数量的路灯主体和充电桩主体。

实施例2：

如图1和图2所示的一种大型居住小区微电网充放电系统，包括至少为一个的路灯主体以及至少为一个的充电桩主体4，所述路灯主体设为三个，分别为第一路灯主体1、第二路灯主体2、第三路灯主体3；

所述第一路灯主体1包括第一光伏组件11、第一光伏控制器12、第一发电风机13、第一风机控制器14、第一蓄电池组51、第一逆变器61以及第一路灯15，其中能将光能转化成电能的第一光伏组件11与第一光伏控制器12相连，能将风能转化成电能的第一发电风机13与第一风机控制器14相连，第一蓄电池组51与能将第一蓄电池组51中直流电转化成交流电的第一逆变器61相连，第一逆变器61与需要交流电的第一路灯15连接；第一路灯主体1的功能来源于第一蓄电池组51，而第一蓄电池组51的电能来源主要通过风力和太阳能组件进行充电，有效地利用自然界的资源。风能和太阳能都是清洁能源，符合科学发展的要求。

所述第二路灯主体2包括第二光伏组件21、第二光伏控制器22、第二发电风机23、第二风机控制器24、第二蓄电池组52、第二逆变器62以及第二路灯25，其中能将光能转化成电能的第二光伏组件21与第二光伏控制器22相连，能将风能转化成电能的第二发电风机23与第二风机控制器24相连，第二蓄电池组52与能将第二蓄电池组52中直流电转化成交流电的第二逆变器62相连，第二逆变器62分别与需要交流电的第二路灯25和第一充电桩6连接；第二路灯主体2的供能方式与第一路灯主体1相同，在此不作累述；本系统设置有多个路灯，主要是满足于小区的夜晚照明需求。很容易想到，实际上路灯不仅仅只有两三个，可以是根据实际需要任意设置，但无论路灯多少，其都可以采用本系统当中对路灯的供能方式(采用太阳能和风能对蓄电池充电用蓄电池供能)，以减轻主电网供电压力，充分利用清洁能源，满足国家科学发展的要求。

所述第三路灯主体3还包括第三蓄电池组53、能将第三蓄电池组53中直流转化成交流的第三逆变器63)以及由第三逆变器63)提供交流电的第三路灯31)；本系统还有第三路灯主体3，第三路灯主体3主要由第三蓄电池组53供电。

所述充电桩主体4包括第四蓄电池组54、能将第四蓄电池组54中直流转化成交流的第四逆变器64以及由第四逆变器64提供交流电的第二充电桩41；

其中，所述第一蓄电池组51、第二蓄电池组52、第三蓄电池组53以及第四蓄电池组54互相并联，并联的蓄电池组与带有直流电的第一光伏控制器12、第一风机控制器14、第一光伏控制器12、第一风机控制器14分别相连。

如上，本系统包括多个路主灯体，在本实施例中，具备三个路灯主体。其中第一路灯主体和第二路灯主体都含有风力发电和太阳能发电装置。上述发电装置可以利用小区当中的风能和太阳能，通过整流逆变后作为充电桩的电源，，同时可将多余的能量通过整流储存在蓄电池组中供晚上路灯照明和充电桩充电。。含电动汽车充电桩的路灯主体可安装在别墅区域相对空旷的马路两边或者地面停车位旁边以满足居民的充电便利性。高层区域空间相对封闭，风能和太阳能有限，但会有不少电动单车，因此可采用仅含有路灯的路灯主体，并集中安装电动单车充电桩提供电源，如此以来，由于小区内的蓄电池组都是并联的连接方式，所以高层区域同样可以使用到别墅区域利用风能和太阳能储存的电能，进而可达到大型混合型居住小区多目标协同供配电的效果。另外，在风能和太阳能的电能储能不足以满足充电及照明需求时，即蓄电池组的储能过少，此时优选方案可以采取将蓄电池组并联到小区配电网的方式以作为备用电源，即使在日照强度不足和风力不足时，本系统也可以满足日常的电能供给。

还有，随着社会的发展，电动汽车逐渐普及，电动汽车数量在不断增加，小区车库的充电桩可能不能满足一个小区的电动车充电需求，故将所述第一充电桩6设置为电动汽车充电桩。如此，即使不将电动汽车驶入车库内，也可进行充电，同时也可以缓解车库充电站的充电压力。

本系统考虑到夜晚灰暗的情况，将所述第一充电桩6安装在第二路灯主体2上。第二路灯主体2起到照明的作用，便于车主寻找充电桩充电。并且不需要额外的光照照明就可以完成接线充电的操作，而且还能起到标识充电桩位置的作用。

在现在我们所生活的小区当中，由于家用车的数量逐渐增加，原有的车库已经不能满足小区内的户主停车需求，在小区地面都会设置有停车位。为了便捷电动汽车的充电，将第二路灯主体2和充电桩紧靠小区地面停车位安装。一方面，路灯起到照明帮助户主安全泊车，避免夜晚泊车刮擦，另一方面，充电桩可用于电动汽车的充电，提高了充电的便捷性。

如上提到的，本系统基于风力发电和太阳能发电以缓解供电压力。为了最大化地利用小区内的风能和太阳能，将所述第一路灯主体1和第二路灯主体2安装于小区内日光照强度大且持续时间长处。

为了便于电动单车的充电使用，将所述充电桩主体4设为电动单车充电桩。

进一步的，特别的为电动单车的户主考虑，对应所述充电桩主体4安装处设置有小区电动单车停车棚，所述充电桩主体4安装于所述小区电动单车停车棚内。电动单车停车棚用于停靠电动单车，将电动单车充电桩设置在电动单车停车棚使得电动单车充电十分方便，将停、充都设置在一片区域，提高了小区住户的生活便捷性。

最后，所述第一路灯主体1、第二路灯主体2、第三路灯主体3以及充电桩主体4为一组充放电区域，所述充放电区域设置为多个。各组放电区域的蓄电池组相互并联。各电池组均并联在一起，充放电会更平稳、更均匀，具有延长电池使用寿命的有益效果。

综上，本实用新型大型居住小区微电网充放电系统，基于充分调研大型混合居住小区区域空间特性建立，即优化整合了小区资源，又方便了小区居民，具有广阔的市场应用前景。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种大型居住小区微电网充放电系统，包括至少一个的路灯主体以及至少一个的充电桩主体(4)，其特征在于，所述路灯主体包括路灯、为路灯提供电能的蓄电池组以及为蓄电池组充电的发电组，所述充电桩主体(4)包括充电桩以及为充电桩供能的第四蓄电池组(54)，所述蓄电池组和第四蓄电池组(54)并联。

2.根据权利要求1所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述路灯主体设为三个，分别为第一路灯主体(1)、第二路灯主体(2)、第三路灯主体(3)；

所述第一路灯主体(1)包括第一光伏组件(11)、第一光伏控制器(12)、第一发电风机(13)、第一风机控制器(14)、第一蓄电池组(51)、第一逆变器(61)以及第一路灯(15)，其中能将光能转化成电能的第一光伏组件(11)与第一光伏控制器(12)相连，能将风能转化成电能的第一发电风机(13)与第一风机控制器(14)相连，第一蓄电池组(51)与能将第一蓄电池组(51)中直流电转化成交流电的第一逆变器(61)相连，第一逆变器(61)与需要交流电的第一路灯(15)连接；

所述第二路灯主体(2)包括第二光伏组件(21)、第二光伏控制器(22)、第二发电风机(23)、第二风机控制器(24)、第二蓄电池组(52)、第二逆变器(62)以及第二路灯(25)，其中能将光能转化成电能的第二光伏组件(21)与第二光伏控制器(22)相连，能将风能转化成电能的第二发电风机(23)与第二风机控制器(24)相连，第二蓄电池组(52)与能将第二蓄电池组(52)中直流电转化成交流电的第二逆变器(62)相连，第二逆变器(62)分别与需要交流电的第二路灯(25)和第一充电桩(26)连接；

所述第三路灯主体(3)还包括第三蓄电池组(53)、能将第三蓄电池组(53)中直流转化成交流的第三逆变器(63)以及由第三逆变器(63)提供交流电的第三路灯(31)；

所述充电桩主体(4)包括第四蓄电池组(54)、能将第四蓄电池组(54)中直流转化成交流的第四逆变器(64)以及由第四逆变器(64)提供交流电的第二充电桩(41)；

其中，所述第一蓄电池组(51)、第二蓄电池组(52)、第三蓄电池组(53)以及第四蓄电池组(54)互相并联，并联的蓄电池组与带有直流电的第一光伏控制器(12)、第一风机控制器(14)、第一光伏控制器(12)、第一风机控制器(14)分别相连。

3.根据权利要求2所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述第一充电桩(26)为电动汽车充电桩。

4.根据权利要求3所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述第一充电桩(26)安装在第二路灯主体(2)上。

5.根据权利要求2所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述第二路灯主体(2)紧靠小区地面停车位安装。

6.根据权利要求2所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述第一路灯主体(1)和第二路灯主体(2)安装于小区内光照强度大且持续时间长处。

7.根据权利要求2所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述第二充电桩(41)为电动单车充电桩。

8.根据权利要求7所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，对应所述充电桩主体(4)安装处设置有小区电动单车停车棚，所述充电桩主体(4)安装于所述小区电动单车停车棚内。

9.根据权利要求2所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述第一路灯主体(1)、第二路灯主体(2)、第三路灯主体(3)以及充电桩主体(4)均可设置为多个。

10.根据权利要求9所述的大型居住小区微电网充放电系统，其特征在于，所述多个第一路灯主体(1)、第二路灯主体(2)、第三路灯主体(3)以及充电桩主体(4)的蓄电池组相互并联。