CN209642387U - 供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种供电系统。该供电系统包括：光伏发电单元，包括光伏板；直流母线，与光伏发电单元直接电连接；储能单元，与直流母线直接电连接；本地负载单元，包括本地负载，本地负载单元与直流母线电连接，本地负载为本地建筑内和/或本地建筑上的负载，本地建筑为光伏板所安装的建筑；逆变器，一端与直流母线电连接；远端负载单元，包括双电源切换设备和远端负载，双电源切换设备的一端可切断地与逆变器连接，另一端分别与多个远端负载电连接，双电源切换设备与市电可切断地电连接，远端负载为交流负载。该系统避免了本地负载不能及时消耗光伏发电单元的发电电量而导致的电量浪费的问题，减少了直流电转化为交流电导致的电能损失。

Description

供电系统

技术领域

本申请涉及电气领域，具体而言，涉及一种供电系统。

背景技术

现有技术中，光伏系统发电后，经控制器输出储能并逆变供负载使用，一般来说，光伏系统的光伏容量会远大于负载容量，所以，在光伏系统中会设置大容量的储能电池组，如果负载用电减少导致光伏系统的电能不能及时消化会造成大量的电能浪费。

因此，需要一种能够缓解负载用电量过少导致的电能浪费的问题。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种供电系统，以解决现有技术中的交流供电模式的包括光伏组件的供电系统导致的电能损耗的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种供电系统，该供电系统包括：光伏发电单元，包括至少一个光伏板；直流母线，与所述光伏发电单元直接电连接；储能单元，与所述直流母线直接电连接；本地负载单元，包括多个本地负载，所述本地负载单元与所述直流母线电连接，所述本地负载为本地建筑内和/或本地建筑上的负载，所述本地建筑为所述光伏板所安装的建筑；逆变器，一端与所述直流母线电连接；远端负载单元，包括双电源切换设备和多个远端负载，所述双电源切换设备的一端可切断地与所述逆变器连接，另一端分别与多个所述远端负载电连接，且所述双电源切换设备还与市电可切断地电连接，各所述远端负载为交流负载。

进一步地，所述光伏发电单元包括：光伏组件，包括多个所述光伏板；MPPT控制器，一端与所述光伏组件电连接，另一端直接与所述直流母线电连接。

进一步地，所述储能单元包括：DC/DC转换器，一端与所述直流母线直接电连接；蓄电池组，与所述DC/DC转换器的另一端电连接。

进一步地，所述DC/DC转换器和所述储能单元之间还电连接有监测模块，所述监测模块用于监测所述蓄电池组的状态。

进一步地，所述直流母线为48V直流母线。

进一步地，各所述本地负载为直流负载，所述本地负载单元还包括直流保护电路，所述直流保护电路的一端与所述直流母线直接电连接，另一端与所述本地负载电连接。

进一步地，多个所述直流负载中包括电脑、电视和冰箱。

进一步地，各所述光伏板为铜铟镓硒光伏板。

应用本申请的技术方案，上述的供电系统中，光伏发电单元发出的电通过直流母线可以直接供给本地负载，并且在该系将本地负载不能消耗的部分电量供给远端交流负载，这样避免了现有技术中的本地负载不能及时消耗光伏发电单元10得到的电量，避免了电量的浪费。并且，该供电系统中，光伏发电单元发的电通过直流母线直接供给直流负载，而不是先将其发出的电变为交流电，减少了直流电转化为交流电导致的电能损失。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的供电系统的实施例的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光伏发电单元；20、逆变器；30、市电；40、直流母线；50、储能单元；60、本地负载单元；70、远端负载单元；11、光伏组件；12、MPPT控制器；51、DC/DC转换器；52、蓄电池组；61、直流保护电路；62、本地负载；71、双电源切换设备；72、远端负载。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中，光伏系统发电后，经控制器输出储能并逆变供负载使用，一般来说，光伏系统的光伏容量会远大于负载容量，所以，在光伏系统中会设置大容量的储能电池组，如果负载用电减少导致光伏系统的电能不能及时消化会造成大量的电能浪费，为了解决如上的问题，本申请提出了一种供电系统。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种供电系统，如图1所示，该发电系统包括：

光伏发电单元10，包括至少一个光伏板；

直流母线40，与上述光伏发电单元10直接电连接；

储能单元50，与上述直流母线40直接电连接；

本地负载单元60，包括多个本地负载62，上述本地负载单元60与上述直流母线40电连接，上述本地负载为本地建筑内和/或本地建筑上的负载，上述本地建筑为上述光伏板所安装的建筑；

逆变器20，一端与上述直流母线电连接，用于将直流母线上的直流电转换为交流电；

远端负载单元70，包括双电源切换设备71和多个远端负载72，上述双电源切换设备71的一端可切断地与上述逆变器20连接，另一端分别与多个上述远端负载72电连接，且上述双电源切换设备71还与市电30可切断地电连接，各上述远端负载为交流负载，双电源切换设备71一方面起到开关的作用，在光伏发电单元10不能向远端负载供电时，双电源切换设备71就可以切断与直流母线40的连接，与市电30连接，在光伏发电单元10能向远端负载供电时，双电源切换设备71就可以切断与市电30的连接，与直流母线40连接。另一方面，该双电源切换设备还用于将逆变器输出的交流电转换为与市电频率以及幅值相同的电，从而对交流负载供电。

上述的供电系统中，光伏发电单元10发出的电通过直流母线40可以直接供给本地负载，并且在该系将本地负载不能消耗的部分电量供给远端交流负载，这样避免了现有技术中的本地负载不能及时消耗光伏发电单元10得到的电量，避免了电量的浪费。并且，该供电系统中，光伏发电单元10发的电通过直流母线40直接供给本地负载62，而不是先将其发出的电变为交流电，减少了直流电转化为交流电导致的电能损失。

需要说明的是，本申请中的“直接电连接”就是指二者直接连接，中间没有其他的结构或者单元。

为了更好地分配光伏组件11发出的电量，即更好地分配供给负载的电量和存储至储能单元50的电量，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述光伏发电单元10包括光伏组件11和MPPT控制器12，光伏组件11包括多个上述光伏板；MPPT控制器12的一端与上述光伏组件11电连接，另一端直接与上述直流母线40电连接。

本申请的一种实施例中，如图1所示，上述储能单元包括DC/DC转换器51和蓄电池组52，DC/DC转换器51的一端与上述直流母线40直接电连接；蓄电池组52与上述DC/DC转换器51的另一端电连接。DC/DC转换器51对储能单元50所在的支路进行保护，具体包括电流保护、电压保护、接地漏电流保护以及过负荷热保护等功能。且上述的储能系统用来平衡光伏发电和负荷波动，即当天气等因素光伏无法发电时，或者负载的个数变化时，储能系统能够保证该光伏供电系统的供电更加稳定。

为了维护储能单元，且提高储能单元的可靠性，本申请的一种图中未示出的实施例中，上述DC/DC转换器和上述蓄电池组之间还电连接有监测模块，上述监测模块用于监测上述蓄电池组的状态，使储能系统一直工作在最优状态。

本申请的另一种实施例中，上述本地负载62为直流负载，如图1所示，上述本地负载单元60还包括直流保护电路61，上述直流保护电路61的一端与上述直流母线40直接电连接，另一端与上述本地负载62电连接。直流保护电路61具备稳压、限流保护、短路保护以及变换器过温保护等功能。进一步保证了对负载的稳定且安全供电。

本申请中的光伏组件可以是现有技术中的任何光伏组件，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的光伏组件来为负载供电，本申请的一种实施例中，上述光伏组件为铜铟镓硒组件，该光伏组件具有光电转换效率较高以及适合于建筑光伏领域等优势。

本申请中的一种具体的实施例中，上述直流母线电压采用高压输送，减少线路损耗，提高供电效率。

上述的直流母线的电压可可以选择具有合适电压的直流母线，本领域技术人员根据实际情况选择合适电压的直流母线。例如，可以选择24V、48V或者220V等的直流母线。

本申请的一种具体的实施例中，上述直流母线为48V直流母线，即该直流母线的电压为48V。

本申请的负载可以为现有技术中的任何负载，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适将发电单元发出的电供给任何负载，本申请的一种具体的实施例中，上述多个上述负载中包括电脑、电视和冰箱。如果负载中有些的额定电压大于和/或小于48V，那么，本地负载单元中还需要升压器和/或降压器，以进行升压或者降压，从而满足负载的供电需求。上述的升压器和降压器电压等级多样化，具体可以根据负载用电电压标准设定。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

上述的供电系统中，光伏发电单元10发出的电通过直流母线40可以直接供给本地负载，并且在该系将本地负载不能消耗的部分电量供给远端交流负载，这样避免了现有技术中的本地负载不能及时消耗光伏发电单元10得到的电量，避免了电量的浪费。并且，该供电系统中，光伏发电单元10发的电通过直流母线40直接供给本地负载62，而不是先将其发出的电变为交流电，减少了直流电转化为交流电导致的电能损失。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

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

Claims (8)

1.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括：

光伏发电单元，包括至少一个光伏板；

直流母线，与所述光伏发电单元直接电连接；

储能单元，与所述直流母线直接电连接；

本地负载单元，包括多个本地负载，所述本地负载单元与所述直流母线电连接，所述本地负载为本地建筑内和/或本地建筑上的负载，所述本地建筑为所述光伏板所安装的建筑；

逆变器，一端与所述直流母线电连接；

远端负载单元，包括双电源切换设备和多个远端负载，所述双电源切换设备的一端可切断地与所述逆变器连接，另一端分别与多个所述远端负载电连接，且所述双电源切换设备还与市电可切断地电连接，各所述远端负载为交流负载。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述光伏发电单元包括：

光伏组件，包括多个所述光伏板；

MPPT控制器，一端与所述光伏组件电连接，另一端直接与所述直流母线电连接。

3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述储能单元包括：

DC/DC转换器，一端与所述直流母线直接电连接；

蓄电池组，与所述DC/DC转换器的另一端电连接。

4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述DC/DC转换器和所述储能单元之间还电连接有监测模块，所述监测模块用于监测所述蓄电池组的状态。

5.根据权利要求1至4中任一种所述的供电系统，其特征在于，所述直流母线为48V直流母线。

6.根据权利要求1至4中任一种所述的供电系统，其特征在于，各所述本地负载为直流负载，所述本地负载单元还包括直流保护电路，所述直流保护电路的一端与所述直流母线直接电连接，另一端与所述本地负载电连接。

7.根据权利要求6所述的供电系统，其特征在于，多个所述直流负载中包括电脑、电视和冰箱。

8.根据权利要求1至4中任一种所述的供电系统，其特征在于，各所述光伏板为铜铟镓硒光伏板。