CN215185884U - 分布式bipv直流低压接入可逆流并网配电装置系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，涉及直流接入可逆流并网技术领域。其包括BIPV发电装置、直流负载与低压配电直流母线根据系统容量大小选择一个或几个集中并网点连接进而经并网逆变器与公用电网及避雷部件连接。本实用新型，首先，一则减少原来的逆变器的成本，二则关键没有因逆变器的效率影响，因而减少太阳能发电的损失；在满足自身的用电同时，把多余电能卖给公用电网获利。其次，基于人工智能实施全面的智慧家庭解决方案。采用新家电产品，降低家庭用户配置成本，再次，基于十进制网络系统从根本上解决现有国内互联网的不安全隐患。最后，整体采用智能化技术设施包括无人机等，进一步提升家庭用户生活质量。

Description

分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统
技术领域
本实用新型涉及直流接入可逆流并网技术领域，具体指一种分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统。
背景技术
基于贯彻国家提出″构建以新能源为主体的电力系统″指导为基准，以及基于新能源、新家电、新家居为美丽生态家园提供技术物质保障。
新能源革命的又一特征是从集中的生产、运输和转换方式转变为分布式生产、产用同地。分布式能源技术是能源系统技术进步的客观要求。
随着光伏发电技术的进步和成本的降低，太阳能发电得到广泛的应用，特别是每个家庭都可以建设一定规模的太阳能光伏电站，以满足自身的用电需要。但太阳能光伏发电必须联网运行，即白天太阳光照强的时候可向电网卖电，在夜间没有太阳的时候向电网购电。这样，在电力系统内将会出现数量众多的小型太阳能光伏发电站系统。解决小型太阳能光伏发电系统并网问题，包括并网技术和电力系统管理要求，以保证整个电力系统的安全可靠运行，是推动可再生能源发电发展的重要措施。
众所周知，BIPV就是建筑光伏一体化产品，它的本质是将光伏发电与现有建材产品的集成，通过对传统建材的替代使建筑自身具有发电能力，自发自用，比集中光伏发电来说，既不占用额外土地，具有新能源″分布式生产、产用同地″的基本特征，也是节能减排的重要的有效手段。
其中，鉴于农村用电负荷稀疏、集中的电力输配方式投资高、效率低等，广大农村又正好符合上述这一特点。
日月轮回，科技发展催生了新能源——太阳能光伏直流发电。
众所周知，世界上广泛使用的家庭供电都是交流电，常用的有110V/60Hz和 220V/50Hz两种规格。
相对交流而言，直流供电有很多好处：
1，直流供电不存在峰值电压，对线路的绝缘性能要求比同等交流低。
2，同等有效电流下，直流电线路损耗比交流小。
3，直流供电可以简化电源的设计，降低成本。
4，当直接用于照明等场合的时候，直流供电不会出现频闪的现象。
5，对设备而言，直流供电的波纹小，没有所谓的″交流声″。
6，线路不会对环境产生周期性的电磁干扰。
7，直流电可以通过简单定义，很容易区分″零线″和″火线″。
8，当使用蓄电池等后备电源时，直流供电无须逆变，甚至在电压相同的时候可以直接切换。
同时缺点也不少：
1，所有旧的变压器结构的设备都将无法使用。
2，所有依赖感应测试电流/电压的仪器都将无法使用。
3，单相交流电动机以及类似的设备都无法使用。
4，廉价的阻容降压结构失去作用。
5，电位差容易导致线路的电化学腐蚀。
6，接线必须保证一致，插头也必须有方向性，反接将导致灾难性后果。可以考虑采用插件形状闭锁技术。
7，所有利用交流过零自动关闭可控硅的调节电路都无法使用。
8，当仅需要电压变化的时候，DC-DC模块的价格仍然比传统变压器高。
虽然缺点有那么多，但是真正会成为问题的却只有第5点。其他的缺点都会随着新设备和新产品的发展逐渐消失，同时成本和价格也会随着应用的广泛而降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统。
包括BIPV发电装置、直流负载、储电器与低压配电直流母线连接经并网逆变器与公用电网及防雷部件连接。
所述BIPV发电装置为BIPV建筑光伏直流发电/供热一体化产品。
所述直流负载包括使用直流电源的家用电器及具备智能化的家居装置设备。
所述储电器为位于低压配电室内直流侧的锂电池或石墨烯超级电容器。
所述低压配电直流母线为位于低压配电室内直流侧的汇流排或电缆，并设置第四代 IGBT主开关，双向电量计量装置。
所述并网逆变器为位于低压配电室内，将直流逆变为交流，并且具备对转换的交流电的频率、电压、电流、相位，有功功率和无功功率、同步和对电压波动、高次谐波及运行效率进行控制调节的电子设备装置。
所述公用电网为位于低压配电室内交流侧，包括变压器、隔离开关、断路器、二次保护的交流配电装置系统。
所述防雷器件包括建筑物中的太阳能光伏设备的防雷保护；低压配电室内内电气设备的保护；二次回路及数据采集和处理的保护。
所述家用电器包括″三无″空调装置，″三无″冰箱，冷热保鲜箱及采用直流变频调速的洗衣机、冰箱、空调器及按需配置的各类DC/DC、DC/AC适配器。
所述智能化全面的智慧家庭解决方案。以家庭住宅为平台，基于十进制网络的Wi-Fi、蓝牙、Zigbee多种通讯协议的智能通信接入方式，实现用电保护、控制、告警和电量统计多种功能于一体，实现能源管理PaaS系统，包括区域范围内的无人机监测、光伏板清洁喷水控制的远程设备管控。
如上所述，本实用新型，首先在电源侧，一改传统的每一用户太阳能光伏发电经逆变器以交流与家用电器装置设备连接方式；如此，一则减少原来的逆变器的成本，二则关键是没有因逆变器的效率影响，减少太阳能发电的损失；在以满足自身的用电需要同时，把多余电能卖给公用电网获利。其次，采用新家电产品，对原交流调频调速电机负载侧而言，省了整流器，同样降低家庭用户配置成本；基于十进制网络系统，从根本上解决现有国内互联网通信的不安全隐患。再次，整体采用智能化技术设施包括无人机的采用，进一步提升用户生活质量。
附图说明
图1为本实用新型分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统连接示意框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述
一种分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统(如附图1所示)，其特点在于，包括BIPV发电装置1、直流负载2与低压配电直流母线3根据系统容量大小选择一个或几个集中并网点连接进而经并网逆变器4与公用电网5及防雷部件6连接。
实施例，所述太阳能光伏发电(直流)发电装置1为BIPV建筑光伏发电/供热一体化产品。在直流发电侧配置双向电量计量表，智能光伏发电监控系统。
实施例，为隆基新能源公司产品，其中采用了屋顶建筑光伏一体化(BIPV)的产品解决方案。建筑光伏一体化的产品兼具建筑和光伏两种特性，它相较传统的屋顶寿命会更长，传统屋顶的寿命一般在10到15年，产品设计寿命是25年，只需要一次施工，平时只需简单的运维。
实施例Active House国际联盟。Active House智能建筑SaaS平台通过采集涂鸦生态中智能设备的数据和状态，利用大数据技术和数据模型，进行智能化调度和控制，打造符合Active House理念的健康建筑。
实施例，发电/供热一体化采用中国台湾大垣阳工业有限公司产品。
进一步，所述直流负载2包括使用直流电源的家用电器及具备智能化的家居装置设备。
所述家用电器包括″三无″空调装置，″三无″冰箱，冷热保鲜箱或采用直流变频调速的洗衣机、冰箱、空调器及按需配置的各类DC/DC、DC/AC适配器。
实施例，″三无″空调装置，即无压缩机、不用电、无噪声的智能控制降温薄膜。
实施例，″三无″冰箱，即无压缩机、无氟利昂、无噪声的吸收式冰箱。
所述智能化的家居装置设备以家庭住宅为平台，采用无线动能开关通过内置微能量采集模组布线，基于十进制网络的Wi-Fi、蓝牙、Zigbee多种通讯协议的智能通信接入方式，能源管理PaaS系统，实现用电保护、控制、报警和电量统计多种功能于一体，以及包括区域范围内的无人机监测、光伏发电板清洁喷水控制的远程设备管控。
进一步，在低压配电室直流侧配置有锂电池或石墨烯超级电容器的储电器。
所述低压配电直流母线3为位于低压配电室内直流侧的汇流排或电缆，并设置第四代 IGBT主开关，双向电量计量装置。
进一步，所述并网逆变器4为位于低压配电室内，将直流逆变为交流，并且具备对转换的交流电的频率、电压、电流、相位，有功功率和无功功率、同步、电能品质(电压波动、高次谐波)进行控制调节，其关系到输出电能的质量和运行效率的电子设备装置。
实施例，逆变器实现电量的计量，能远程查看各种工作数据，异常信息及时处理。产生的效益一目了然。监控和统计太阳能能源，让新能源利用更智能，
所述公用(交流)电网5为位于低压配电室内交流侧，包括变压器、隔离开关、断路器、二次保护的交流配电装置系统。
所述防雷器件6包括：建筑物中的太阳能光伏设备的防雷保护。低压配电室内内电气设备的保护。二次回路及数据采集和处理的保护。
所述智能化全面的智慧家庭解决方案。是以家庭住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术(包含无源无线)、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。
实施例，所述系统控制设备采用涂鸦公司提供NB-IoT、选择基于十进制网络的Wi-Fi+ 蓝牙，Zigbee多种通讯协议的智能通信接入方式，实现用电保护、控制、告警和电量统计等多种功能于一体，能源管理PaaS系统，实现远程设备管控包括区域范围内的无人机监测、光伏板清洁喷水控制。
所述十进制网络是基于中国主导的IPV9协议与现有IPV4/IPV6协议并存的安全网络。具有：
(1)先进性。IPV9协议吸收IPV4/IPV6协议的先进成果，兼顾人类的习惯采用十进制算法，创造性地提出数字域名......独立组网。
(2)兼容性。十进制网络兼容美国控制的互联网，数字域名兼容英文域名，IPV9协议兼容IPV4/IPV6协议。
(3)自主性。十进制网络由实现IPV9协议的关键技术产品构成，拥有完全的自主知识产权。独立自主的网络控制权。
(4)可控性。基于自主权，可以通过域名解析系统掌握网络信息，并可以根据实际需求，对信息进行分类限制，实现″绿色网络″......。
(5)安全性。我国掌握了IP地址分配权和域名解析权，掌握了路由控制权、密钥控制权、信息监控权。
(6)丰富性。十进制网络中IPV9的IP地址分别是IPV4的16倍和IPV6的4倍，可以拥有海量的信息资源。
(7)经济性。在现行互联网条件下用户必须去国外，包括美国解析，这就需要支付解析费，我国每年在5000亿元左右。采用十进制网络就地解析，提高网速，对网络运营商来说可以降低70％建网费。
(8)广泛性。使用数字域名使得网络地址识别简单，地理概念清晰，易懂易记，数字域名中英文兼用，没有语言障碍，上网方便等特点。
实施例，采用涂鸦智能全新推出智慧能源解决方案，提供全面的IoT平台能力，实现多场景能源设备数据采集和计量，通过智能节能算法节能降本，同时满足能耗分析与可视化需求。该方案覆盖多个产品品类，包含有智能电表、智能水表、智能气表、断路器、光伏逆变器等，有助高效利用能源，节约开发成本，创建生态绿色环保美丽的生产生活环境。
进一步，所述直流负载实施例还可以包括：
″智慧养老″：运用智能手环、智能药盒、智能床垫及动态心电记录仪等智能硬件设备打造出基于不同场景(机构养老、社区养老、居家养老)的养老环境的同时，采用涂鸦云平台及手机App/微信小程序等，实现智慧护理、远程诊疗、移动查房等全面数字化健康养老场所。
″智慧厨房″：通过智能滚炒、智能电烤箱、智能灶具、智能洗碗机等，打造出具备厨电智能、节能管理的智能后厨系统的同时，通过运营分析能力与环境检测能力，全面实现厨房数字化。
进一步，采用无线动能开关通过内置微能量采集(MEA)模组，产生源源不断能量，从此开关再也无需电源供电，彻底解决布线的难题。省电更省心。
实施例，采用海尔智家推出其全球首个场景品牌″三翼鸟″，全面的智慧家庭解决方案。
依托物联网时代的AI+IoT技术，三翼鸟把传统家电升级为高端的智慧网器，基于网互联互通和主动服务，以场景重构家的″新居住″。
智慧家庭的全方位解决方案：人工智能是大管家：海尔U+包括两大应用。
一是人工智能交互系统：包括语音模块、人脸识别模块、食材识别模块、衣物识别模块等七大模块，以及应用智能音响、智能手表智能家电、机器人、智能家具等场景；
二是基于深度学习的智慧家庭解决方案，旨在以U+大脑为核心进行数据的采集与计算，对整个智慧家庭进行全局实时分析，自动分析学习用户使用习惯，推荐系统为用户提供定制化的智慧解决方案，为用户提供便捷、舒适、节能、健康的生活方式。海尔提供包括家庭的水、空气、采暖、能耗、安防、健康、娱乐、教育等八大场景和客厅......厨房、卫生间、卧室、娱乐室等五大空间。
本实用新型，所述分布式并网模式适用于不同朝向构架的中小型太阳能发电系统，具有太阳能配件成本低。根据容量大小选择一个或几个集中并网点，接入三相400伏低压配电系统。在发电侧配置双向电量计量表，智能光伏发电监控系统。把多余电能馈电给公用电网 5。
并网模式优点：
1.向公用电网馈电，其中包括以电网为储能装置，省去蓄电池设备，可减少投资35-45％，从而发电成本大为降低。省去蓄电池设备避免蓄电池二次污染和提高系统的平均无故障时间。
2.BIPV是建筑光伏一体化产品，它的本质是将光伏发电功能与常见的建材产品的集成，使物质充分利用、发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且使建筑物科技含量的提高。
3.分布式发电建设，就近发供电，并网与离网灵活。既利于增强电力系统抵御自然灾害的能力，又利于改善电力系统的负载平衡，并降低输电线路损耗。
4.对公用电网起调峰作用。BIPV并网成为世界各发达国家在太阳能光伏发电领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。
进一步，所述并网逆变器具备如下功能：
(1)自动根据从日出到日落的日照条件，尽量使太阳能光伏发电输出最大的功率，在此范围内逆变器实现自动运行。
(2)采用最大功率点跟踪(MPPT)控制技术。获得最大的功率输出。
(3)具有符合并网条件下的自动调整电压。
(4)在系统并入电网或逆变器故障时，安全解除并网控制逆变器停止运行，故障显示与报警功能。
所述中型太阳能光伏发电系统10-500kW的单个逆变器并有直流母线。主开关器部件采用第四代IGBT。
综上所述，所有的一切必须按″实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统″出发。
本实用新型，首先，在发电侧，一改传统的每一用户太阳能光伏发电经逆变器一交流方式与家用电器装置设备连接方式。如此，一则减少原来的逆变器的成本，二则关键没有因逆变器的效率影响，因而减少太阳能发电的损失；在以满足自身的用电需要同时，把多余电能卖给公用电网获利，光伏建筑BIPV进一步采用太阳能发电/供热一体化。
其次，基于人工智能实施全面的智慧家庭解决方案。采用新家电产品，降低家庭用户配置成本及能耗。
再次，基于十进制网络系统从根本上解决现有国内互联网的不安全隐患。
最后，整体采用智能化技术设施包括无人机的使用，进一步提升家庭用户生活质量。

Claims (10)

1.一种分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，包括BIPV发电装置(1)、直流负载(2)与低压配电直流母线(3)根据系统容量大小选择一个或几个集中并网点连接进而经并网逆变器(4)与公用电网(5)及防雷部件(6)连接。
2.如权利要求1所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述BIPV发电装置(1)为BIPV建筑光伏直流发电/供热一体化装置，在直流发电侧配置双向电量计量表，智能光伏发电监控系统。
3.如权利要求1所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述直流负载(2)包括使用直流电源的家用电器及具备智能化的家居装置设备。
4.如权利要求1所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，在低压配电室直流侧配置有锂电池或石墨烯超级电容器的储电器。
5.如权利要求1所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述低压配电直流母线(3)为位于低压配电室内直流侧的汇流排或电缆，并设置第四代IGBT主开关，双向电量计量装置。
6.如权利要求1所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述并网逆变器(4)为位于低压配电室内，将直流逆变为交流，并具备对转换的交流电的频率、电压、电流、相位，有功功率和无功功率、同步和对电压波动、高次谐波及运行效率进行控制调节的电子设备装置。
7.如权利要求1所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述公用电网(5)为位于低压配电室内交流侧。
8.如权利要求1所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述防雷部件(6)包括建筑物中的太阳能光伏设备的防雷保护；低压配电室内电气设备的保护；二次回路及数据采集和处理的保护。
9.如权利要求3所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述家用电器包括″三无″空调装置，″三无″冰箱，冷热保鲜箱或采用直流变频调速的洗衣机、冰箱、空调器及按需配置的各类DC/DC、DC/AC适配器。
10.如权利要求3所述的分布式BIPV直流低压接入可逆流并网配电装置系统，其特征在于，所述智能化的家居装置设备以家庭住宅为平台，采用无线动能开关通过内置微能量采集模组布线，基于十进制网络的Wi-Fi、蓝牙、Zigbee多种通讯协议的智能通信接入方式，能源管理PaaS系统，实现用电保护、控制、报警和电量统计多种功能于一体，以及包括区域范围内的无人机监测、光伏发电板清洁喷水控制的远程设备管控。
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