CN210074786U - 光储充一体化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光储充一体化控制系统，包括电源板和控制板，所述电源板用于给控制板供电，所述控制板用于进行AD采样，并根据采样的数据，进行PWM输出和开关量输出，用于控制光储充一体模块，所述光储充一体模块包括一端连接到电网A相、B相、C相的A线、B线、C线、断路器、直流正极端、直流负极端、储能电池和太阳能板，所述直流正极端与储能电池或太阳能板的正极端之间串联有一电阻R，此电阻R上并联有一继电器，还包括一电源转化板，此电源转化板进一步包括交流输入端、直流母线输入端、备用电源输入端和直流输出端。本实用新型采用多种电源为控制单元的供电的方案，实现对控制单元的组合供电，供电的可靠性高，避免因为供电故障而导致控制单元失效。

Description

光储充一体化控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种光储充一体化控制系统，属于电力系统能源管理技术领域。

背景技术

控制系统作为整个系统或者整个设备的控制和管理核心，关系到整个设备的运行，因此，控制系统的稳定性可靠性直接关系到整个设备的运行，如何为控制系统提供可靠的供电电源，成为需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种光储充一体化控制系统，该光储充一体化控制系统采用多种电源为控制单元的供电的方案，实现对控制单元的组合供电，供电的可靠性高，避免发生因为供电故障而导致控制单元失效的情况。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种光储充一体化控制系统，包括电源板和控制板，所述电源板用于给控制板供电，所述控制板用于进行AD采样，并根据采样的数据，进行PWM输出和开关量输出，用于控制光储充一体模块；

所述光储充一体模块包括一端连接到电网A相、B相、C相的A线、B线、C线、断路器、直流正极端、直流负极端、储能电池和太阳能板，所述断路器分别串联于A线、B线、C线上，所述储能电池和太阳能板分别并联于直流正极端和直流负极端之间；

所述直流正极端与储能电池或太阳能板的正极端之间串联有一电阻R，此电阻R上并联有一继电器，所述继电器与储能电池、太阳能板的正极端之间分别连接有一直流接触器，所述直流负极端与储能电池、太阳能板的负极端之间分别连接有一直流接触器，所述A线的另一端与直流正极端之间连接有一第一功率单元，此A线的另一端与直流负极端之间连接有一第二功率单元，所述B线的另一端与直流正极端之间连接有一第三功率单元，此B线的另一端与直流负极端之间连接有一第四功率单元，所述C线的另一端与直流正极端之间连接有一第五功率单元，此C线的另一端与直流负极端之间连接有一第六功率单元；

所述A线、B线、C线上还分别串联有一电抗器，所述直流正极端和直流负极端之间串联有至少两个电容，所述直流正极端与储能电池之间串联有一限流电阻，此限流电阻上并联有一继电器；

还包括一电源转化板，此电源转化板用于给电源板供电，此电源转化板进一步包括交流输入端、直流母线输入端、备用电源输入端和直流输出端，所述直流输出端与电源板连接，所述直流母线输入端的直流母线正极端与直流正极输出端通过正极总线连接，所述直流母线输入端的直流母线负极端与直流负极输出端通过负极总线连接，所述备用电源输入端的备用电源正极端连接到正极总线上，所述备用电源输入端的备用电源负极端连接到负极总线上；

所述交流输入端包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与正极总线之间正向连接有两个二极管，此第一输入端与负极总线之间反向连接有两个二极管，所述第二输入端与正极总线之间正向连接有两个二极管，此第二输入端与负极总线之间反向连接有两个二极管，从而形成交变正极端和交变负极端，所述交变正极端连接到正极总线上，所述交变负极端连接到负极总线上；

所述交变正极端和交变负极端之间串联有电容C1和电容C2，所述电容C1的正极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R1，所述电容C2的负极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R2；

所述直流母线正极端与正极总线之间正向连接有两个二极管，所述直流母线负极端与负极总线之间反向连接有两个二极管，所述备用电源正极端与正极总线之间正向连接有两个二极管，所述备用电源负极端与负极总线之间反向连接有两个二极管，所述交变正极端与正极总线之间正向连接有两个二极管，所述交变负极端与负极总线之间反向连接有两个二极管。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元、第五功率单元、第六功率单元均为IGBT功率单元。

2. 上述方案中，所述第一输入端和第二输入端跨界于A线、B线、C线中任意二者之间。

3. 上述方案中，所述电容的数目为2个。

4. 上述方案中，所述PWM信号用于控制光储充一体模块中的第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元、第四功率单元、第五功率单元和第六功率单元。

5. 上述方案中，所述开关量用于控制光储充一体模块中的断路器、继电器。

6. 上述方案中，所述AD采样包括对电流的采样和对电压的采样。

7. 上述方案中，所述备用电源输入端为电池电源输入端或者光伏电源输入端。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

1. 本实用新型光储充一体化控制系统，其A线的另一端与直流正极端之间连接有一第一功率单元，此A线的另一端与直流负极端之间连接有一第二功率单元，所述B线的另一端与直流正极端之间连接有一第三功率单元，此B线的另一端与直流负极端之间连接有一第四功率单元，所述C线的另一端与直流正极端之间连接有一第五功率单元，此C线的另一端与直流负极端之间连接有一第六功率单元，功率单元的组合设置，可以在控制系统的控制下稳定可靠的实现交流与直流之间的变换，保证储能或者逆变并网过程的稳定、可靠和安全；另外，其A线、B线、C线上还分别串联有一电抗器，所述直流正极端和直流负极端之间串联有至少两个电容，所述直流正极端与储能电池之间串联有一限流电阻，此限流电阻上并联有一继电器，电抗器的设置，可以滤除高频纹波，保证储能或者逆变过程的安全性和稳定性，而限流电阻与继电器的设置，则可以通过继电器的通断，防止出现电流过大的情况，保护电容和整个电路，保证安全性和稳定性。

2. 本实用新型光储充一体化控制系统，其电源转化板进一步包括交流输入端、直流母线输入端、备用电源输入端和直流输出端，采用多种电源为控制单元的供电的方案，实现对控制单元的组合供电，供电的可靠性高，避免发生因为供电故障而导致控制单元失效的情况，保证了控制单元作业的稳定性和可靠性，从而保证整个设备或者系统工作的稳定和可靠；另外，其直流母线正极端与正极总线之间正向连接有两个二极管，所述直流母线负极端与负极总线之间反向连接有两个二极管，所述备用电源正极端与正极总线之间正向连接有两个二极管，所述备用电源负极端与负极总线之间反向连接有两个二极管，所述交变正极端与正极总线之间正向连接有两个二极管，所述交变负极端与负极总线之间反向连接有两个二极管，六组二极管的设置，形成三个直流隔离单元，在多路直流供电电压的情况下，起到隔离的作用，防止电压供电回路短路，而烧毁供电电源，保证控制系统的供电安全性、可靠性和稳定性。

3. 本实用新型光储充一体化控制系统，其交变正极端和交变负极端之间串联有电容C1和电容C2，所述电容C1的正极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R1，所述电容C2的负极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R2，电容的设置，起到滤波的作用，保证输出的直流电电压的平稳，而电阻的设置，则起到了均压的作用，保证了C1、C2两端电压的一致性和均衡性，防止出现电容过压损坏的情况。

附图说明

附图1为本实用新型光储充一体化控制系统的光储充一体模块结构示意图；

附图2为本实用新型光储充一体化控制系统电气原理图；

附图3为本实用新型光储充一体化控制系统中电源转化板结构示意图。

以上附图中：1、A线；2、B线；3、C线；4、断路器；5、直流正极端；6、直流负极端；71、储能电池；72、太阳能板；8、第一功率单元；9、第二功率单元；10、第三功率单元；11、第四功率单元；12、第五功率单元；13、第六功率单元；14、电抗器；15、电容；16、限流电阻；17、继电器；18、电源板；19、控制板；20、电源转化板；21、交流输入端；211、第一输入端；212、第二输入端；22、直流母线输入端；221、直流母线正极端；222、直流母线负极端；23、备用电源输入端；231、备用电源正极端；232、备用电源负极端；24、直流输出端；241、直流正极输出端；242、直流负极输出端；251、正极总线；252、负极总线；261、交变正极端；262、交变负极端。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1：一种光储充一体化控制系统，包括电源板18和控制板19，所述电源板18用于给控制板19供电，所述控制板19用于进行AD采样，并根据采样的数据，进行PWM输出和开关量输出，用于控制光储充一体模块；

所述光储充一体模块包括一端连接到电网A相、B相、C相的A线1、B线2、C线3、断路器4、直流正极端5、直流负极端6、储能电池71和太阳能板72，所述断路器4分别串联于A线1、B线2、C线3上，所述储能电池71和太阳能板72分别并联于直流正极端5和直流负极端6之间；

所述直流正极端5与储能电池71或太阳能板72的正极端之间串联有一电阻R，此电阻R上并联有一继电器，所述继电器与储能电池71、太阳能板72的正极端之间分别连接有一直流接触器，所述直流负极端6与储能电池71、太阳能板72的负极端之间分别连接有一直流接触器，所述A线1的另一端与直流正极端5之间连接有一第一功率单元8，此A线1的另一端与直流负极端6之间连接有一第二功率单元9，所述B线2的另一端与直流正极端5之间连接有一第三功率单元10，此B线2的另一端与直流负极端6之间连接有一第四功率单元11，所述C线3的另一端与直流正极端5之间连接有一第五功率单元12，此C线3的另一端与直流负极端6之间连接有一第六功率单元13；

所述A线1、B线2、C线3上还分别串联有一电抗器14，所述直流正极端5和直流负极端6之间串联有至少两个电容15，所述直流正极端5与储能电池71之间串联有一限流电阻16，此限流电阻16上并联有一继电器17；

还包括一电源转化板20，此电源转化板20用于给电源板18供电，此电源转化板20进一步包括交流输入端21、直流母线输入端22、备用电源输入端23和直流输出端24，所述直流输出端24与电源板18连接，所述直流母线输入端22的直流母线正极端221与直流正极输出端241通过正极总线251连接，所述直流母线输入端22的直流母线负极端222与直流负极输出端242通过负极总线252连接，所述备用电源输入端23的备用电源正极端231连接到正极总线251上，所述备用电源输入端23的备用电源负极端232连接到负极总线252上；

所述交流输入端21包括第一输入端211和第二输入端212，所述第一输入端211与正极总线251之间正向连接有两个二极管，此第一输入端211与负极总线252之间反向连接有两个二极管，所述第二输入端212与正极总线251之间正向连接有两个二极管，此第二输入端212与负极总线252之间反向连接有两个二极管，从而形成交变正极端261和交变负极端262，所述交变正极端261连接到正极总线251上，所述交变负极端262连接到负极总线252上；

所述交变正极端261和交变负极端262之间串联有电容C1和电容C2，所述电容C1的正极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R1，所述电容C2的负极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R2；

所述直流母线正极端221与正极总线251之间正向连接有两个二极管，所述直流母线负极端222与负极总线252之间反向连接有两个二极管，所述备用电源正极端231与正极总线251之间正向连接有两个二极管，所述备用电源负极端232与负极总线252之间反向连接有两个二极管，所述交变正极端261与正极总线251之间正向连接有两个二极管，所述交变负极端262与负极总线252之间反向连接有两个二极管。

上述第一功率单元8、第二功率单元9、第三功率单元10、第四功率单元11、第五功率单元12、第六功率单元13均为IGBT功率单元；上述AD采样包括对电流的采样和对电压的采样；上述第一输入端211和第二输入端212跨界于A线1和B线2之间；上述备用电源输入端23为电池电源输入端。

实施例2：一种光储充一体化控制系统，包括电源板18和控制板19，所述电源板18用于给控制板19供电，所述控制板19用于进行AD采样，并根据采样的数据，进行PWM输出和开关量输出，用于控制光储充一体模块；

所述光储充一体模块包括一端连接到电网A相、B相、C相的A线1、B线2、C线3、断路器4、直流正极端5、直流负极端6、储能电池71和太阳能板72，所述断路器4分别串联于A线1、B线2、C线3上，所述储能电池71和太阳能板72分别并联于直流正极端5和直流负极端6之间；

所述直流正极端5与储能电池71或太阳能板72的正极端之间串联有一电阻R，此电阻R上并联有一继电器，所述继电器与储能电池71、太阳能板72的正极端之间分别连接有一直流接触器，所述直流负极端6与储能电池71、太阳能板72的负极端之间分别连接有一直流接触器，所述A线1的另一端与直流正极端5之间连接有一第一功率单元8，此A线1的另一端与直流负极端6之间连接有一第二功率单元9，所述B线2的另一端与直流正极端5之间连接有一第三功率单元10，此B线2的另一端与直流负极端6之间连接有一第四功率单元11，所述C线3的另一端与直流正极端5之间连接有一第五功率单元12，此C线3的另一端与直流负极端6之间连接有一第六功率单元13；

所述A线1、B线2、C线3上还分别串联有一电抗器14，所述直流正极端5和直流负极端6之间串联有至少两个电容15，所述直流正极端5与储能电池71之间串联有一限流电阻16，此限流电阻16上并联有一继电器17；

还包括一电源转化板20，此电源转化板20用于给电源板18供电，此电源转化板20进一步包括交流输入端21、直流母线输入端22、备用电源输入端23和直流输出端24，所述直流输出端24与电源板18连接，所述直流母线输入端22的直流母线正极端221与直流正极输出端241通过正极总线251连接，所述直流母线输入端22的直流母线负极端222与直流负极输出端242通过负极总线252连接，所述备用电源输入端23的备用电源正极端231连接到正极总线251上，所述备用电源输入端23的备用电源负极端232连接到负极总线252上；

所述交流输入端21包括第一输入端211和第二输入端212，所述第一输入端211与正极总线251之间正向连接有两个二极管，此第一输入端211与负极总线252之间反向连接有两个二极管，所述第二输入端212与正极总线251之间正向连接有两个二极管，此第二输入端212与负极总线252之间反向连接有两个二极管，从而形成交变正极端261和交变负极端262，所述交变正极端261连接到正极总线251上，所述交变负极端262连接到负极总线252上；

所述交变正极端261和交变负极端262之间串联有电容C1和电容C2，所述电容C1的正极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R1，所述电容C2的负极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R2；

所述直流母线正极端221与正极总线251之间正向连接有两个二极管，所述直流母线负极端222与负极总线252之间反向连接有两个二极管，所述备用电源正极端231与正极总线251之间正向连接有两个二极管，所述备用电源负极端232与负极总线252之间反向连接有两个二极管，所述交变正极端261与正极总线251之间正向连接有两个二极管，所述交变负极端262与负极总线252之间反向连接有两个二极管。

上述电容15的数目为2个；上述PWM信号用于控制光储充一体模块中的第一功率单元8、第二功率单元9、第三功率单元10、第四功率单元11、第五功率单元12和第六功率单元13；上述开关量用于控制光储充一体模块中的断路器4和继电器17；上述第一输入端211和第二输入端212跨界于A线1和C线3之间；上述备用电源输入端23为光伏电源输入端。

采用上述光储充一体化控制系统时，其功率单元的组合设置，可以在控制系统的控制下稳定可靠的实现交流与直流之间的变换，保证储能或者逆变并网过程的稳定、可靠和安全；另外，电抗器的设置，可以滤除高频纹波，保证储能或者逆变过程的安全性和稳定性，而限流电阻与继电器的设置，则可以通过继电器的通断，防止出现电流过大的情况，保护电容和整个电路，保证安全性和稳定性；

另外，采用多种电源为控制单元的供电的方案，实现对控制单元的组合供电，供电的可靠性高，避免发生因为供电故障而导致控制单元失效的情况，保证了控制单元作业的稳定性和可靠性，从而保证整个设备或者系统工作的稳定和可靠；另外，六组二极管的设置，形成三个直流隔离单元，在多路直流供电电压的情况下，起到隔离的作用，防止电压供电回路短路，而烧毁供电电源，保证控制系统的供电安全性、可靠性和稳定性；

另外，电容的设置，起到滤波的作用，保证输出的直流电电压的平稳，而电阻的设置，则起到了均压的作用，保证了C1、C2两端电压的一致性和均衡性，防止出现电容过压损坏的情况。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光储充一体化控制系统，其特征在于：包括电源板（18）和控制板（19），所述电源板（18）用于给控制板（19）供电，所述控制板（19）用于进行AD采样，并根据采样的数据，进行PWM输出和开关量输出，用于控制光储充一体模块；

所述光储充一体模块包括一端连接到电网A相、B相、C相的A线（1）、B线（2）、C线（3）、断路器（4）、直流正极端（5）、直流负极端（6）、储能电池（71）和太阳能板（72），所述断路器（4）分别串联于A线（1）、B线（2）、C线（3）上，所述储能电池（71）和太阳能板（72）分别并联于直流正极端（5）和直流负极端（6）之间；

所述直流正极端（5）与储能电池（71）或太阳能板（72）的正极端之间串联有一电阻R，此电阻R上并联有一继电器，所述继电器与储能电池（71）、太阳能板（72）的正极端之间分别连接有一直流接触器，所述直流负极端（6）与储能电池（71）、太阳能板（72）的负极端之间分别连接有一直流接触器，所述A线（1）的另一端与直流正极端（5）之间连接有一第一功率单元（8），此A线（1）的另一端与直流负极端（6）之间连接有一第二功率单元（9），所述B线（2）的另一端与直流正极端（5）之间连接有一第三功率单元（10），此B线（2）的另一端与直流负极端（6）之间连接有一第四功率单元（11），所述C线（3）的另一端与直流正极端（5）之间连接有一第五功率单元（12），此C线（3）的另一端与直流负极端（6）之间连接有一第六功率单元（13）；

所述A线（1）、B线（2）、C线（3）上还分别串联有一电抗器（14），所述直流正极端（5）和直流负极端（6）之间串联有至少两个电容（15），所述直流正极端（5）与储能电池（71）之间串联有一限流电阻（16），此限流电阻（16）上并联有一继电器（17）；

还包括一电源转化板（20），此电源转化板（20）用于给电源板（18）供电，此电源转化板（20）进一步包括交流输入端（21）、直流母线输入端（22）、备用电源输入端（23）和直流输出端（24），所述直流输出端（24）与电源板（18）连接，所述直流母线输入端（22）的直流母线正极端（221）与直流正极输出端（241）通过正极总线（251）连接，所述直流母线输入端（22）的直流母线负极端（222）与直流负极输出端（242）通过负极总线（252）连接，所述备用电源输入端（23）的备用电源正极端（231）连接到正极总线（251）上，所述备用电源输入端（23）的备用电源负极端（232）连接到负极总线（252）上；

所述交流输入端（21）包括第一输入端（211）和第二输入端（212），所述第一输入端（211）与正极总线（251）之间正向连接有两个二极管，此第一输入端（211）与负极总线（252）之间反向连接有两个二极管，所述第二输入端（212）与正极总线（251）之间正向连接有两个二极管，此第二输入端（212）与负极总线（252）之间反向连接有两个二极管，从而形成交变正极端（261）和交变负极端（262），所述交变正极端（261）连接到正极总线（251）上，所述交变负极端（262）连接到负极总线（252）上；

所述交变正极端（261）和交变负极端（262）之间串联有电容C1和电容C2，所述电容C1的正极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R1，所述电容C2的负极端与电容C1和电容C2的接点之间并联有电阻R2；

所述直流母线正极端（221）与正极总线（251）之间正向连接有两个二极管，所述直流母线负极端（222）与负极总线（252）之间反向连接有两个二极管，所述备用电源正极端（231）与正极总线（251）之间正向连接有两个二极管，所述备用电源负极端（232）与负极总线（252）之间反向连接有两个二极管，所述交变正极端（261）与正极总线（251）之间正向连接有两个二极管，所述交变负极端（262）与负极总线（252）之间反向连接有两个二极管。

2.根据权利要求1所述的光储充一体化控制系统，其特征在于：所述第一功率单元（8）、第二功率单元（9）、第三功率单元（10）、第四功率单元（11）、第五功率单元（12）、第六功率单元（13）均为IGBT功率单元。

3.根据权利要求1所述的光储充一体化控制系统，其特征在于：所述第一输入端（211）和第二输入端（212）跨界于A线（1）、B线（2）、C线（3）中任意二者之间。

4.根据权利要求1所述的光储充一体化控制系统，其特征在于：所述电容（15）的数目为2个。

5.根据权利要求1所述的光储充一体化控制系统，其特征在于：所述PWM信号用于控制光储充一体模块中的第一功率单元（8）、第二功率单元（9）、第三功率单元（10）、第四功率单元（11）、第五功率单元（12）和第六功率单元（13）。

6.根据权利要求1所述的光储充一体化控制系统，其特征在于：所述开关量用于控制光储充一体模块中的断路器（4）、继电器（17）。

7.根据权利要求1所述的光储充一体化控制系统，其特征在于：所述AD采样包括对电流的采样和对电压的采样。

8.根据权利要求1所述的光储充一体化控制系统，其特征在于：所述备用电源输入端（23）为电池电源输入端或者光伏电源输入端。

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