CN211183508U - 供电控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种供电控制装置，其中，光伏发电装置的输入端用于连接太阳能板，光伏发电装置用于输出第一电压；变压器的一次侧连接光伏发电装置的输出端，将第一电压升压为第二电压；市电配电箱的输入端连接市电；供电切换装置的第一输入端连接变压器的二次侧，供电切换装置的第二输入端连接市电配电箱的输出端，供电切换装置的输出端用于连接用电设备，且供电切换装置用于控制切换光伏供电模式和市电供电模式的切换。本申请实施例提供的供电控制装置通过变压器，将光伏发电装置提供的第一电压升压后转换为第二电压，为用户设备提供不同的电压，满足不同类型的电器设备的供电需求。

Description

供电控制装置

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，特别是涉及一种供电控制装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

当前社会，正在推进各方面的建设工作，尤其是关乎民生的住房制度改革工作，房屋改造为住房制度改革的重点内容。此外，太阳能发电技术也日趋成熟，将太阳能板的安装方式配合房屋改造工程，利用光电转换，实现能源的有效利用是当下发展趋势。随着人们的生活品质的不断提高，供电需求越来越多样化，需要提供一种更好的供电方案以满足日益多样化的供电需求，实现能源的有效利用。

实用新型内容

基于此，有必要针对房屋改造过程中太阳能发电技术的供电问题，提供一种供电控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种供电控制装置，包括：

光伏发电装置，光伏发电装置的输入端用于连接太阳能板，光伏发电装置用于输出第一电压；

变压器，变压器的一次侧连接光伏发电装置的输出端，用于将第一电压升压为第二电压；

市电配电箱，市电配电箱的输入端用于连接市电；

供电切换装置，供电切换装置的第一输入端连接变压器的二次侧，供电切换装置的第二输入端连接市电配电箱的输出端，供电切换装置的第三输入端连接光伏发电装置的输出端，供电切换装置的输出端用于连接用电设备，且供电切换装置用于控制切换光伏供电模式和市电供电模式的切换。

本申请实施例提供的供电控制装置，能够将太阳能板的太阳能转换为电能进行存储和供电，在光伏发电装置供电充足的情况下，供电切换装置控制光伏发电装置至用电设备的通路导通，由光伏发电装置为用电设备供电，且通过变压器，将光伏发电装置提供的第一电压升压后转换为第二电压，为用户设备提供不同的电压，例如，可以提供220V交流电，还可以提供380V交流电，能够满足不同类型的电器设备的供电需求，当光伏发电装置输出的第一电压低于一定量时，光伏发电装置的供电能力可能不足够支撑用电设备的稳定工作，此时，供电切换装置控制供电方式由光伏发电装置供电模式切换至供电网供电模式，以保证用电设备正常工作。

在其中一个实施例中，光伏发电装置包括：

MPPT控制器，MPPT控制器的输入端用于接太阳能板；

DC/DC转换器，DC/DC转换器的输入端连接MPPT控制器的输出端；

双向逆变器，双向逆变器的输入端连接DC/DC转换器的输出端，双向逆变器的第一输出端用于连接用电设备，双向逆变器的第二输出端连接变压器的一次侧；

储能器件，储能器件的输入端连接双向逆变器的第三输出端。

在其中一个实施例中，供电控制装置还包括：

第一开关，第一开关串接在双向逆变器和变压器之间；

第二开关，第二开关的第一端用于外接市电，第二开关的第二端连接市电配电箱。

在其中一个实施例中，供电切换装置包括：

切换开关，切换开关的第一输入端连接变压器的二次侧，切换开关的第二输入端连接市电配电箱的输出端，切换开关的控制端连接控制器的输出端，切换开关的输出端用于连接用电设备；

控制器，控制器的输入端与光伏发电装置连接，控制器的输出端与切换开关的控制端连接，控制器用于获取光伏发电装置输出的第一电压，并用于根据蓄电量控制导通切换开关的第一输入端与切换开关的输出端之间的连接通路或控制导通切换开关的第二输入端与切换开关的输出端之间的通路。

在其中一个实施例中，控制器包括：

电压传感器，电压传感器用于测量光伏发电装置输出的第一电压；

电压比较器，电压比较器的输入端连接电压传感器，电压比较器的参考输入端用于接入第一阈值，电压比较器的输出端连接切换开关的控制端。

在其中一个实施例中，储能器件为超级电容器。

在其中一个实施例中，第一电压为220V，第二电压为380V。

在其中一个实施例中，DC/DC转换器的输出端还用于连接用电设备。

在其中一个实施例中，光伏发电装置还包括：

壳体，MPPT控制器、DC/DC转换器、双向逆变器和储能器件均设置在壳体内。

在其中一个实施例中，壳体为外表面涂覆有防腐材料的壳体。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为一个实施例中供电控制装置的结构示意图；

图2为另一个实施例中供电控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供了一种供电控制装置，包括：

光伏发电装置10，光伏发电装置10的输入端用于连接太阳能板20，光伏发电装置10用于输出第一电压；

变压器30，变压器30的一次侧连接光伏发电装置10的输出端，用于将第一电压升压为第二电压；

市电配电箱40，市电配电箱40的输入端用于连接市电；

供电切换装置60，供电切换装置60的第一输入端连接变压器30的二次侧，供电切换装置60的第二输入端连接市电配电箱40的输出端，所述供电切换装置60的第三输入端连接光伏发电装置10的输出端；供电切换装置60的输出端用于连接用电设备70，且供电切换装置60用于控制切换光伏供电模式和市电供电模式的切换。

其中，太阳能板20可以设置在房屋的屋顶或外墙体上，具体的设置方式可以根据应用场景来进行调整。光伏发电装置10是指具有光电转换能力的装置，根据适用的环境不同，光电发电装置的内部结构适应性调整。第一电压是指电压值为市电电压的电压。第二电压为高于第一电压的电压，其具体值可以根据应用场景而定，例如，若用电设备70中多个设备需要在380V三相电压下工作，则第二电压可以为380V，若用电设备70包括额定电压为480V的设备，则第二电压可以为480V，需要说明的是，此处所述第二电压的值只是为了举例说明，并不对本方案的实际保护范围造成限定。市电配电箱40是指用于将供电网50的电压分配给用电设备70的装置，例如，可以是照明动力配电箱，可以是GGD(固定式)、GCK、GCS、MNS(抽屉式)、XLL2低压配电箱和XGM低压照明箱等形式的配电箱。供电切换装置60是指具有供电通路控制功能的装置。

具体的，本申请实施例提供的供电控制装置中，光伏发电装置10将太阳能板20吸收的太阳能转换为电能(第一电压)，并分别输出至变压器30的一次侧和供电切换装置60的第三输入端，其中，经变压器30升压后，第一电压升高为第二电压，第二电压接入供电切换装置60的第一输入端，当光伏发电装置10供电正常时，供电切换装置60控制光伏发电装置10和用电设备70间的通路导通，此时光伏发电装置10为用电设备70提供两种工作电压，满足不同类型的用电设备70的供电需求。同时，为了防止光伏发电装置10储电量不足或太阳能板20损坏等原因造成光伏发电装置10供电异常时，供电切换装置60控制市电配电箱40和用电设备70间的供电通路导通，并同时断开光伏发电装置10和用电设备70间的供电通路，以保证用电设备70能够在供电网50供电下保持正常工作，以免对用电设备70造成损伤，提高供电安全和供电可靠性。

本申请实施例提供的供电控制装置，能够将太阳能板20的太阳能转换为电能进行存储和供电，在光伏发电装置10供电充足的情况下，供电切换装置60控制光伏发电装置10至用电设备70的通路导通，由光伏发电装置10为用电设备70供电，且通过变压器30，将光伏发电装置10提供的第一电压升压后转换为第二电压，为用户设备提供不同的电压，例如，可以提供220V交流电，还可以提供380V交流电，能够满足不同类型的电器设备的供电需求，当光伏发电装置10输出的第一电压低于一定量时，光伏发电装置10的供电能力可能不足够支撑用电设备70的稳定工作，此时，供电切换装置60控制供电方式由光伏发电装置10供电模式切换至供电网50供电模式，以保证用电设备70正常工作。

在其中一个实施例中，光伏发电装置10包括：

MPPT控制器11，MPPT控制器11的输入端用于接太阳能板20；

DC/DC转换器12，DC/DC转换器12的输入端连接MPPT控制器11的输出端；

双向逆变器13，双向逆变器13的输入端连接DC/DC转换器12的输出端，双向逆变器13的第一输出端用于连接用电设备70，双向逆变器13的第二输出端连接变压器30的一次侧；

储能器件14，储能器件14的输入端连接双向逆变器13的第三输出端。

其中，MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制器，能够实时侦测太阳能板20的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使光伏发电装置10以最大功率输出对储能器件14充电，用于协调太阳能板20、储能器件14和负载的工作。DC/DC转换器12，是指将输入直流电压转变为有效输出固定直流电压的装置。双向逆变器13是指能够实现交流变直流和直流变交流的装置，其不同条件下实现的转换方向不同。储能器件14可以是蓄电池、超级电容等能够储存能量的器件。

具体的，MPPT控制器11会实时跟踪太阳能板20中的最大的功率点，来发挥出太阳能板20的最大功效，太阳能板20的输出电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，提高充电效率。MPPT控制器11输出电压至DC/DC转换器12，经DC/DC转换器12后输出平稳的直流电，该直流电再经过双向逆变器13进行直流变交流转换，转换为第一电压并输出至变压器30，同时，双向逆变器13交流母线上的交流电(第一电压)，经双向逆变器13整流，交流母线上的交流电转换为直流电存储在储能器件14中，待交流母线上的电量不同时，储能器件14放电，储存的直流电经双向逆变器13逆变后转换为第一电压输出。可选的，DC/DC转换器12的输出端还可以与供电切换装置60的第四输入端连接，用于提供直流电压给用电设备70，同上述实施例中所述，供电切换装置60在光伏发电装置10正常供电时，控制导通光伏发电装置10和用电设备70之间的供电通路，此时DC/DC转换器12输出的直流电压也可以通过供电切换装置60为相应的用电设备70提供工作电压。当光伏发电装置10不能正常供电时，则DC/DC转换器12也不再为用电设备70提供工作电压(DC/DC转换器12与用电设备70之间的供电通路断开)。

在其中一个实施例中，供电控制装置还包括：

第一开关80，第一开关80串接在双向逆变器13和变压器30之间；

第二开关90，第二开关90的第一端用于外接市电，第二开关90的第二端连接市电配电箱40。

其中，第一开关80和第二开关90的类型可以根据实际应用场景选择，例如，可以是空气断路器、熔断器、继电器等开关。为了进一步提高用电安全性，在双向逆变器13和变压器30之间还串接有第一开关80，当逆变器输出端的电压过高或过低时，第一开关80断开。还可以在供电网50和市电配电箱40之间串接第二开关90，当供电网50供电异常(电压暂降或电压升高)时，第二开关90断开，避免因供电网50异常对用电设备70造成损伤。

在其中一个实施例中，供电切换装置60包括：

切换开关，切换开关的第一输入端连接变压器30的二次侧，切换开关的第二输入端连接市电配电箱40的输出端，切换开关的控制端连接控制器的输出端，切换开关的输出端用于连接用电设备70；

控制器，控制器的输入端与光伏发电装置10连接，控制器的输出端与切换开关的控制端连接，控制器用于获取光伏发电装置10输出的第一电压，并用于根据蓄电量控制导通切换开关的第一输入端与切换开关的输出端之间的连接通路或控制导通切换开关的第二输入端与切换开关的输出端之间的通路。

其中，切换开关可以是双向切换开关或者多向开关，根据输入端接入的电压路数而定。控制器根据获取的第一电压，判断光伏发电装置10是否能够正常供电，若能，则驱动切换开关打通与用电设备70之间的供电回路，光伏发电装置10为用电设备70提供第一电压、直流电压以及第二电压等。当控制器根据获取的第一电压判断光伏发电装置10不能正常工作时，则驱动切换开关关断与用电设备70之间的供电回路，并导通供电网50与用电设备70之间的供电回路，切换至供电网50供电模式，以保证用电设备70的正常工作。

可选的，切换开关和用电设备70间还串接有一总开关，可以通过导通或关断该总开关，控制所有用电设备70的工作状态。在无需用电设备70工作时，可以通过断开总开关，节省用电设备70待机消耗的电能。

在其中一个实施例中，控制器包括：

电压传感器，电压传感器用于测量光伏发电装置10输出的第一电压；

电压比较器，电压比较器的输入端连接电压传感器，电压比较器的参考输入端用于接入第一阈值，电压比较器的输出端连接切换开关的控制端。

给出一种控制器的具体结构，但需要说明的是，控制器的具体形式不局限于此处所给出的例子，本领域技术人员在此基础上容易想到的其他方式均为本申请所要保护的方案。电压传感器采集光伏发电装置10输出的第一电压，当第一电压低于第一阈值(第一阈值是指能够满足用电设备70正常工作的最低电压值，具体值可以是根据用电设备70类型进行预先设置的，例如，可以是210V)时，电压比较器则输出控制信号(高电平或低电平)至切换开关，驱动切换开关断开光伏发电装置10至用电设备70的供电回路，并驱动切换开关导通市电配电箱40与用电设备70间的供电回路。

在其中一个实施例中，储能器件14为超级电容器。超级电容器体积小，寿命长，且可以实现快速放电，当交流母线上的交流电压暂降时，超级电容器可以快速放电，实现电压补偿，以保持第一电压的稳定。

在其中一个实施例中，第一电压为220V，第二电压为380V。

在其中一个实施例中，DC/DC转换器12的输出端还用于连接用电设备70。为相应的供电设备提供直流工作电压，详见上述实施例中的描述。

在其中一个实施例中，光伏发电装置10还包括：壳体，MPPT控制器11、DC/DC转换器12、双向逆变器13和储能器件14均设置在壳体内。将电气元件封装在壳体内，可以防止各器件受外界环境的腐蚀，提高使用寿命。为了方便光伏发电装置10其他器件之间的连接，壳体上还对应设置有供连接线通过的通孔。

在其中一个实施例中，壳体为外表面涂覆有防腐材料的壳体。采用防腐材料的壳体，可以进一步防止环境对光伏发电装置10的损伤，延长使用寿命，节省成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种供电控制装置，其特征在于，包括：

光伏发电装置，所述光伏发电装置的输入端用于连接太阳能板，所述光伏发电装置用于输出第一电压；

变压器，所述变压器的一次侧连接所述光伏发电装置的输出端，用于将所述第一电压升压为第二电压；

市电配电箱，所述市电配电箱的输入端用于连接市电；

供电切换装置，所述供电切换装置的第一输入端连接所述变压器的二次侧，所述供电切换装置的第二输入端连接所述市电配电箱的输出端，所述供电切换装置的第三输入端连接所述光伏发电装置的输出端，所述供电切换装置的输出端用于连接用电设备，且所述供电切换装置用于控制切换光伏供电模式和市电供电模式的切换。

2.根据权利要求1所述的供电控制装置，其特征在于，所述光伏发电装置包括：

MPPT控制器，所述MPPT控制器的输入端用于接所述太阳能板；

DC/DC转换器，所述DC/DC转换器的输入端连接所述MPPT控制器的输出端；

双向逆变器，所述双向逆变器的输入端连接所述DC/DC转换器的输出端，所述双向逆变器的第一输出端用于连接所述用电设备，所述双向逆变器的第二输出端连接所述变压器的一次侧；

储能器件，所述储能器件的输入端连接所述双向逆变器的第三输出端。

3.根据权利要求2所述的供电控制装置，其特征在于，还包括：

第一开关，所述第一开关串接在所述双向逆变器和所述变压器之间；

第二开关，所述第二开关的第一端用于外接市电，所述第二开关的第二端连接所述市电配电箱。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的供电控制装置，其特征在于，所述供电切换装置包括：

切换开关，所述切换开关的第一输入端连接所述变压器的二次侧，所述切换开关的第二输入端连接所述市电配电箱的输出端，所述切换开关的控制端连接控制器的输出端，所述切换开关的输出端用于连接用电设备；

所述控制器，所述控制器的输入端与所述光伏发电装置连接，所述控制器的输出端与所述切换开关的控制端连接，所述控制器用于获取所述光伏发电装置输出的第一电压，并用于根据蓄电量控制导通所述切换开关的第一输入端与切换开关的输出端之间的连接通路或控制导通所述切换开关的第二输入端与切换开关的输出端之间的通路。

5.根据权利要求4所述的供电控制装置，其特征在于，所述控制器包括：

电压传感器，所述电压传感器用于测量所述光伏发电装置输出的第一电压；

电压比较器，所述电压比较器的输入端连接所述电压传感器，所述电压比较器的参考输入端用于接入第一阈值，所述电压比较器的输出端连接所述切换开关的控制端。

6.根据权利要求2所述的供电控制装置，其特征在于，所述储能器件为超级电容器。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的供电控制装置，其特征在于，所述第一电压为220V，所述第二电压为380V。

8.根据权利要求2或3所述的供电控制装置，其特征在于，所述DC/DC转换器的输出端还用于连接所述用电设备。

9.根据权利要求2或3或6所述的供电控制装置，其特征在于，所述光伏发电装置还包括：

壳体，所述MPPT控制器、所述DC/DC转换器、所述双向逆变器和所述储能器件均设置在所述壳体内。

10.根据权利要求9所述的供电控制装置，其特征在于，所述壳体为外表面涂覆有防腐材料的壳体。

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