CN216530731U - 一种综合绿色能源能效智能管控系统 - Google Patents

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Abstract

一种综合绿色能源能效智能管控系统，包括光伏电池、配电柜和本地用电负荷，所述光伏电池通过光伏微网变流器与配电柜连接，所述配电柜与本地用电负荷连接，所述光伏微网变流器还连接有蓄电池，所述配电柜与电网通过柔性直流设备输电，所述配电柜包括中央处理器，所述中央处理器分别连接有光伏发电智能管控微服务模块、柔直设备智能管控微服务模块、储能智能管控微服务模块、本地消纳电量监控微服务模块和NBIoT模块，所述中央处理器通过NBIoT模块与远程主机站进行通信，所述NBIoT模块基于M5311芯片。结合物联网、云计算等先进技术为用能单位综合绿色能源用能、储能提供智能化服务，达到了节能降耗，优化增效的目的。

Description

一种综合绿色能源能效智能管控系统
技术领域
本实用新型涉及电力能源管控技术领域，具体涉及一种综合绿色能源能效智能管控系统。
背景技术
双碳目标的实现对我国的产业转型、节能减排等事业带来了巨大挑战，如何充分发挥新型绿色能源的作用，扩大其在能源结构中的比例，实现绿色低碳发电、智能高效输电、智能灵活配电、智能互动用电、多能互补，进而提升电网的数字化水平，需要新的思路。应结合云计算、物联网、大数据等技术，大力提升“互联网+”营销服务水平，实现综合绿色能源能效智能管控。
针对目前的用能单位等能源耗费和安防环境进行全方位监测诊断，建立运行管理档案，提供能源数据分析，为用能单位在能源信息数据缺失方面提供有力支撑。综合绿色能源能效智能管控系统通过信息化智能化系统集成，采用分散控制和集中管理模式，对用能能耗数据进行采集储存、统计分析，利于实时掌握系统运行情况，及时采取控制调度措施，强化异常处理的快速响应。因此，实施有效的能源管控和节能手段，提高系统效率、降低能源消耗、提升管理水平，达到节能降耗，优化增效的目的是当前亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于搭建一套基于综合绿色能源能效智能管控的硬件配套系统，该系统能够实时监测用能能耗使用情况，优先使用光伏绿色能源形式，并结合尖峰平谷有序用能和储能，以期在电力营销领域为用能单位综合绿色能源用能、储能提供智能化服务，达到节能降耗，优化增效的目的。
本实用新型的技术方案如下：
一种综合绿色能源能效智能管控系统，包括光伏电池、配电柜和本地用电负荷，所述光伏电池通过光伏微网变流器与配电柜连接，所述配电柜与本地用电负荷连接，所述光伏微网变流器还连接有蓄电池，所述配电柜与电网通过柔性直流设备输电，所述配电柜包括中央处理器，所述中央处理器分别连接有光伏发电智能管控微服务模块、柔直设备智能管控微服务模块、储能智能管控微服务模块、本地消纳电量监控微服务模块和NBIoT模块，所述中央处理器通过NBIoT模块与远程主机站进行通信，所述NBIoT模块基于M5311芯片。
作为具体的实施方式，所述光伏发电智能管控微服务模块包括安装于配电柜内的能源控制器和安装于光伏电池处的末端感知模块，所述能源控制器能够调节光伏电池的输出功率、控制蓄电池的充放电以及切换本地用电负荷的供电来源，所述末端感知模块能够实时采集光伏电池的电量参数。
如上所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，所述末端感知模块包括电压电流检测模块，所述电压电流检测模块通过RS485通讯电缆与中央处理器连接。
进一步的，所述末端感知模块还包括物联网模块，所述电压电流检测模块通过物联网模块与远程主机站进行通信。
如上所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，所述柔直设备智能管控微服务模块与柔性直流设备连接，所述柔性直流设备的两端分别为光伏侧换流站和电网侧换流站，所述光伏侧换流站与配电柜连接，所述电网侧换流站与电网连接。
如上所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，所述储能智能管控微服务模块包括储能设备监测模块，所述储能设备监测模块连接至蓄电池，能够监测蓄电池的状态。
作为具体的实施方式，所述储能设备监测模块包括蓄电池电量检测表和温度传感器，所述蓄电池电量检测表和温度传感器均通过RS485通讯电缆与中央处理器连接。
进一步的，所述储能设备监测模块还包括物联网模块，所述蓄电池电量检测表和温度传感器通过物联网模块与远程主机站进行通信。
如上所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，所述本地消纳电量监控微服务模块包括本地用电数据采集装置，所述本地用电数据采集装置能够采集本地用电负荷的用电数据。能够实现本地各个场景用能数据采集，并监控日常用能情况和对外销售电能服务情况。
进一步的，所述光伏发电智能管控微服务模块还包括北斗定位装置，所述北斗定位装置安装在光伏电池处，便于进行定位。
本实用新型的有益效果在于：
1、能够提高用电采集频率，实现分钟级用电数据采集，满足了综合绿色能源精细化管控要求；
2、依靠中央处理器，构建光伏发电有序上网的智能化管控，结合柔性直流设备实现光伏发电智能化管控并网和市电智能化调用市电管控；
3、依托光伏电池、蓄电池构建了智能化的有序储能和供能，真正实现了平谷时段储能、尖峰时段优先供能的智能化管控，提升综合绿色能源有效利用能力，持续优化绿色能源消纳能力。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。
在附图中：
图1为本实用新型实施例1的系统整体结构图；
图2为实施例1的电能流向示意图。
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
参见图1-2，其中图1为本实施例一种综合绿色能源能效智能管控系统的系统整体结构图，包括光伏电池、配电柜和本地用电负荷，所述光伏电池通过光伏微网变流器与配电柜连接，所述配电柜与本地用电负荷连接，所述光伏微网变流器还连接有蓄电池，所述配电柜与电网通过柔性直流设备输电，所述配电柜包括中央处理器，所述中央处理器分别连接有光伏发电智能管控微服务模块、柔直设备智能管控微服务模块、储能智能管控微服务模块、本地消纳电量监控微服务模块和NBIoT模块，所述中央处理器通过NBIoT模块与远程主机站进行通信，所述NBIoT模块基于M5311芯片。
在本实施例中，光伏发电智能管控微服务模块涉及光伏电池的发电数据采集、光伏发电并网管控功能、光伏发电本地消纳等功能；柔直设备智能管控微服务模块将用于光伏发电和市电用能有序管控监控管理，通过智能监测实现光伏发电多余电量智能调剂到公用电网，本地用电负荷较多时，智能调用电网电量供本地能耗用电，保证本地用电稳定性同时避免了多余电量浪费；储能智能管控微服务模块将用于尖峰平谷有序储能及放电功能，光伏发电多余电量根据尖峰平谷用电策略优先进行存储，在尖峰用电高峰期释放储备电能供本地用电，达到智能储放功能，大大节约了用电成本；本地消纳电量监控微服务模块实现本地各个场景用能数据采集，并监控本地各种场景尖峰平谷的用电消纳情况和对外销售电能服务情况。依靠中央处理器的强大运算处理能力，配合上述各模块的硬件设备，实现上述光伏发电智能管控微服务模块、柔直设备智能管控微服务模块、储能智能管控微服务模块、本地消纳电量监控微服务模块的各项功能，同时，中央处理器通过NBIoT模块与远程主机站进行通信，将各类监测数据和运行状态上传，利用云计算和大数据技术，分析得出进一步的控制指令下达给中央处理器，从而实现能源能效的智能管控。
结合图1和图2，作为具体的实施方式，所述光伏发电智能管控微服务模块包括安装于配电柜内的能源控制器和安装于光伏电池处的末端感知模块，一般的，所述能源控制器可实现计量与感知设备的灵活接入，具有数据采集、智能费控、时钟同步、精准计量、有序充电、用能管理、回路状态巡检、停电事件上报等功能。本实施例中，能源控制器在中央处理器的控制下，实现调节光伏电池的输出功率、控制蓄电池的充放电以及切换本地用电负荷的供电来源。所述末端感知模块能够实时采集、传输和展示光伏电池的电量参数。通过能源控制器柔性控制逆变器输出功率，实现分布式光伏发电可观可测可控。对于光伏发电优先实现自发自用，余电通过柔性直流设备上网方式，所发电量优先供给本地场景(本地用电负荷)使用，在平谷时段可以根据储能(蓄电池)容量智能化充电，充电来源包括光伏电池和公用的电网。
进一步的，所述末端感知模块包括电压电流检测模块，所述电压电流检测模块通过RS485通讯电缆与中央处理器连接，用于实时监测光伏电池的电量参数。
进一步的，所述末端感知模块还包括物联网模块，所述电压电流检测模块通过物联网模块与远程主机站进行通信。末端感知模块与配电柜间的距离不定、工况环境可能较为恶劣，可能存在线路通讯故障，因此，采用物联网模块直接与远程主机站通信，不仅缓解了中央处理器的运算压力，也实现了有线加无线通讯，为数据传输提供了双冗余。进一步的，所述光伏发电智能管控微服务模块还包括北斗定位装置，所述北斗定位装置安装在光伏电池处，便于对光伏电池进行定位，再进一步结合天气信息，可分析该位置处的光照情况，为电能管控决策提供参考。
作为具体的实施方式，所述柔直设备智能管控微服务模块与柔性直流设备连接，所述柔性直流设备的两端分别为光伏侧换流站和电网侧换流站，所述光伏侧换流站与配电柜连接，所述电网侧换流站与电网连接。通过柔性直流设备，实现将光伏电池上网电量精准传输至充电站负荷侧，柔性直流设备具有系统反应速度快、可控性较好、运行方式灵活等优点，更适用于清洁能源的并网，在公用电网非谷段时间，当柔直设备检测到光伏并网专变低压侧有上网功率且充电站公变低压侧有用电需求时，实时比较两侧功率大小，二者取其小，精准控制光伏电站向充电站传输相应功率。得益于强大的云计算技术，该柔性直流设备配合中央处理器，能够实现光伏上网功率监测、本地场景用电功率监测、柔直调剂功率监测、综合能源柔直调剂节约电费支出核算及柔直调剂发电收入核算等功能。
进一步的，所述储能智能管控微服务模块包括储能设备监测模块，所述储能设备监测模块连接至蓄电池，能够监测蓄电池的状态。作为具体的实施方式，所述储能设备监测模块包括蓄电池电量检测表和温度传感器，所述蓄电池电量检测表和温度传感器均通过RS485通讯电缆与中央处理器连接。
进一步的，所述储能设备监测模块还包括物联网模块，所述蓄电池电量检测表和温度传感器通过物联网模块与远程主机站进行通信。
通过物联网模块，实现了有线数据传输(RS485)和无线传输两种通信方式，二者互为冗余，保证了数据传输的实时性和准确性，远程主机站根据这些数据进行分析，下达指令给中央处理器，实现平谷段优先使用公用的电网向储能(蓄电池)供电，峰段优先由储能向本地用能放电，不足由光伏电池及公用电网补充，公用电网短时停电的情况下，系统内光伏电池、储能设备(蓄电池)仍可确保用电设备安全稳定运行。
所述储能智能管控微服务模块依靠储能设备监测模块所监测的数据，在中央处理器的控制及远程主机站的分析处理下，能够实现储能设备充放电数据采集、储能设备充放电策略配置、储能设备充放电电量和功率分析、储能设备充放电节省电费支出核算等功能。
进一步的，所述本地消纳电量监控微服务模块包括本地用电数据采集装置，所述本地用电数据采集装置能够采集本地用电负荷的用电数据，典型的设备如家庭用智能电表，能够实现本地各个场景用能数据采集，并监控日常用能情况和对外销售电能服务情况。
通过本实用新型提出的方案：
1、能够提高用电采集频率，实现分钟级用电数据采集，传统用电采集曲线一般为15分钟一次，本系统实现了分钟级用电数据采集，满足了综合绿色能源精细化管控要求；
2、依靠中央处理器，构建光伏发电有序上网的智能化管控，传统光伏发电只是实现了简单的市电并网，本系统采用云计算、人工智能等技术，结合柔性直流设备实现光伏发电智能化管控并网和市电智能化调用市电管控；
3、依托光伏电池、蓄电池构建了智能化的有序储能和供能，传统储能设备管理只是实现了备用电职能，本系统实现了智能化储能和供能的智能应用，真正实现了平谷时段储能、尖峰时段优先供能的智能化管控，提升综合绿色能源有效利用能力，持续优化绿色能源消纳能力。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种综合绿色能源能效智能管控系统，包括光伏电池、配电柜和本地用电负荷，所述光伏电池通过光伏微网变流器与配电柜连接，所述配电柜与本地用电负荷连接，其特征在于，所述光伏微网变流器还连接有蓄电池，所述配电柜与电网通过柔性直流设备输电，所述配电柜包括中央处理器，所述中央处理器分别连接有光伏发电智能管控微服务模块、柔直设备智能管控微服务模块、储能智能管控微服务模块、本地消纳电量监控微服务模块和NBIoT模块，所述中央处理器通过NBIoT模块与远程主机站进行通信，所述NBIoT模块基于M5311芯片。
2.按照权利要求1所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述光伏发电智能管控微服务模块包括安装于配电柜内的能源控制器和安装于光伏电池处的末端感知模块，所述能源控制器能够调节光伏电池的输出功率、控制蓄电池的充放电以及切换本地用电负荷的供电来源，所述末端感知模块能够实时采集光伏电池的电量参数。
3.按照权利要求2所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述末端感知模块包括电压电流检测模块，所述电压电流检测模块通过RS485通讯电缆与中央处理器连接。
4.按照权利要求3所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述末端感知模块还包括物联网模块，所述电压电流检测模块通过物联网模块与远程主机站进行通信。
5.按照权利要求1所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述柔直设备智能管控微服务模块与柔性直流设备连接，所述柔性直流设备的两端分别为光伏侧换流站和电网侧换流站，所述光伏侧换流站与配电柜连接，所述电网侧换流站与电网连接。
6.按照权利要求1所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述储能智能管控微服务模块包括储能设备监测模块，所述储能设备监测模块连接至蓄电池，能够监测蓄电池的状态。
7.按照权利要求6所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述储能设备监测模块包括蓄电池电量检测表和温度传感器，所述蓄电池电量检测表和温度传感器均通过RS485通讯电缆与中央处理器连接。
8.按照权利要求7所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述储能设备监测模块还包括物联网模块，所述蓄电池电量检测表和温度传感器通过物联网模块与远程主机站进行通信。
9.按照权利要求1所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述本地消纳电量监控微服务模块包括本地用电数据采集装置，所述本地用电数据采集装置能够采集本地用电负荷的用电数据。
10.按照权利要求1所述的一种综合绿色能源能效智能管控系统，其特征在于：所述光伏发电智能管控微服务模块还包括北斗定位装置，所述北斗定位装置安装在光伏电池处。
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