CN217607546U - 一种协同供电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种协同供电设备，用以提升负载供电的稳定性。所述协同供电设备包括：市电输入端，所述市电输入端外接市电电网，并分别与输出可控直流电源输入端及负载侧连接，所述市电输入端与负载侧之间设置有隔离变压器和整流桥；光伏板与所述输出可控直流电源输入端连接，所述输出可控直流电源与负载侧连接；储能电池组，分别与所述输出可控直流电源输出端以及负载侧连接。采用本实用新型所提供的协同供电设备，由于储能电池组与负载侧连接，因此，在停电的情况下，如果光伏电量不足以支撑负载运行时，能够通过储能电池组对光伏供电进行补偿，保证了对负载进行供电时的供电稳定性。

Description

一种协同供电设备

技术领域

本实用新型涉及协同供电领域，特别涉及一种协同供电设备。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板、控制器和逆变器三大部分组成。由于光伏发电的光能主要来源是太阳，因此，光伏发电的多少受到天气影响很大，为了保证供电稳定性，通常是将光伏发电和市电结合起来为负载供电，例如，尽可能地采用光伏发电进行供电，当光伏电量不足以支撑负载运行时，通过市电与光伏电共同向负载供电。

采用这样的方案，存在一定的弊端，在停电的情况下，如果光伏电量不足以支撑负载运行时，无法保证负载供电的稳定性。

实用新型内容

本实用新型提供一种协同供电设备，用以提升负载供电的稳定性。

本实用新型提供一种协同供电设备，包括：

市电输入端，所述市电输入端外接市电电网，并分别与输出可控直流电源输入端及负载侧连接，所述市电输入端与负载侧之间设置有隔离变压器和整流桥；

光伏板，与所述输出可控直流电源输入端连接，所述输出可控直流电源与负载侧连接；

储能电池组，分别与所述输出可控直流电源输出端以及负载侧连接。

本实用新型的有益效果在于：由于协同供电设备设置有储能电池组，该储能电池组与输出可控直流电源连接，而输出可控直流电源输入端分别与市电输入端及光伏板连接，因此，储能电池组可以通过输出可控直流电源接收市电输入端及光伏板的能量，进而实现对储能电池组的储能，且由于储能电池组与负载侧连接，因此，在停电的情况下，如果光伏电量不足以支撑负载运行时，能够通过储能电池组对光伏供电进行补偿，保证负载供电的稳定性。

在一个实施例中，所述协同供电设备还包括：

控制器，分别与所述光伏板以及所述输出可控直流电源连接，用于通过控制输出可控直流电源的输出电压以控制所述光伏板的输出功率。

在一个实施例中，所述市电输入端或光伏板通过所述输出可控直流电源对所述储能电池组进行充电。

在一个实施例中，所述储能电池组通过直流母线与所述负载侧连接。

在一个实施例中，所述输出可控直流电源通过直流母线与所述负载侧连接。

在一个实施例中，所述协同供电设备还包括：

第一开关，设置于储能电池组和直流母线之间，用于控制所述储能电池组和所述直流母线之间的连接和断开。

在一个实施例中，所述第一开关还设置于输出可控直流电源与直流母线之间，用于控制所述输出可控直流电源与所述直流母线之间的连接和断开。

在一个实施例中，所述整流桥通过直流母线与所述负载侧连接，用于通过所述直流母线将来自所述市电输入端的能量供给所述负载侧。

在一个实施例中，所述负载侧包括直流负载和交流负载，其中，所述交流负载和所述直流母线之间设置有逆变器，所述逆变器用于将所述直流母线中的直流电转换为交流电之后供给所述交流负载。

在一个实施例中，所述协同供电设备还包括：

第二开关，设置于所述市电输入端和所述输出可控直流电源之间，用于控制所述输出可控直流电源和所述市电输入端之间的连接和断开。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型一实施例中一种协同供电设备的结构示意图。

具体实施方式

此处参考附图描述本实用新型的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本实用新型的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与上面给出的对本实用新型的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本实用新型的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本实用新型的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本实用新型的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本实用新型的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本实用新型的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本实用新型的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本实用新型模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本实用新型。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本实用新型的相同或不同实施例中的一个或多个。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型一实施例中一种协同供电设备的结构示意图，如图1所示，该协同供电设备，包括：

市电输入端，所述市电输入端外接市电电网，并分别与输出可控直流电源输入端及负载侧连接，所述市电输入端与负载侧之间设置有隔离变压器和整流桥；

光伏板，与所述输出可控直流电源输入端连接，所述输出可控直流电源与负载侧连接；

储能电池组，分别与所述输出可控直流电源输出端以及负载侧连接。

本实施例中，协同供电设备包括市电输入端，该市电输入端分别与负载侧和输出可控直流电源输入端连接，从而能够分别将市电供给负载侧和输出可控直流电源，而在市电输入端和输出可控直流电源之间设置有第二开关，该第二开关闭合时，市电输入端除了能够给负载供电，还能够将市电供给输出可控直流电源，对电池进行充电。而在第二开关断开时，市电输入端只能够将市电供给负载侧，其中，该市电输入端与负载侧之间连接有隔离变压器和整流桥，整流桥和负载侧之间通过直流母线连接，因此，该市电输入端在向负载侧供电时，首先供电给隔离变压器，隔离变压器对供电进行电位隔离和变压之后，供电给整流桥，市电通常是交流电，整流桥会将从隔离变压器处接收到的市电转换成直流电压，之后将直流电压发送给直流母线。也就是说，隔离变压器能够通过整流桥向直流母线输出直流电压V1。

负载侧通常包括直流负载和交流负载，直流母线与直流负载直接连接，从而能够将直流电直接供给直流负载，减少供电环节，提高供电效率，节约能源。而直流母线与交流负载之间设置有逆变器，逆变器是一种将直流电转换为交流电的变压器，因此，直流母线在向交流负载供电时，能够将直流电先供给直流母线和交流负载之间的逆变器，由逆变器将直流母线供给的直流电转换为交流电之后，再供给交流负载。

另外，协同供电设备还包括光伏板和储能电池组，该光伏板分别连接有输出可控直流电源和控制器，通过控制器能够控制光伏板的输出功率，例如，控制器可以控制光伏板以最大功率输出，尽可能的通过光伏板获取最多的太阳能为负载侧的负载供电，而市电作为辅助供电，提高了负载的供电可靠性。这样的方式能够最大程度地节省市电消耗。又例如，控制器也可以控制光伏板作为市电的辅助供电。再例如，在光伏板电量充足的情况下，控制器还能够控制光伏板以最大功率输出的情况下，兼顾储能电池组的充电。

另外，储能电池组和输出可控直流电源也是通过直流母线向负载供电的。如图1所示，储能电池组和直流母线之间的连接，以及输出可控直流电源与直流母线之间的连接，都是通过第一开关控制的。当第一开关闭合时，储能电池组和直流母线之间的连接导通，输出可控直流电源和直流母线之间的连接导通，当第一开关断开时，储能电池组和直流母线之间的连接断开，输出可控直流电源和直流母线之间的连接也断开。另外，输出可控直流电源与直流母线之间还存在防逆流二极管，输出可控直流电源的输出V2通过防逆流二极管接入直流母线。

本实用新型的有益效果在于：由于协同供电设备设置有储能电池组，该储能电池组与输出可控直流电源输出端连接，而输出可控直流电源输入端分别与市电及光伏板连接，因此，储能电池组可以通过输出可控直流电源接收市电输入端及光伏板的能量，进而实现对储能电池组的储能，且由于储能电池组与负载侧连接，因此，在停电的情况下，如果光伏电量不足以支撑负载运行时，可以通过储能电池组对光伏供电进行补偿，保证负载供电的稳定性。

在一个实施例中，所述协同供电设备还包括：

控制器，分别与所述光伏板以及所述输出可控直流电源连接，用于通过控制输出可控直流电源的输出电压以控制所述光伏板的输出功率。

该控制器可以通过检测V1和V2的输出，以及光伏板的供电能力，通过输出可控直流电源控制光伏板的输出功率，当然，当第二开关闭合的情况下，市电输入端与输出可控直流电源输入端的连接导通，市电输入端为输出可控直流电源供电的情况下，控制器也可以通过输出可控直流电源控制对电池组的充电电压和电流。具体的，控制器可以控制光伏板以最大功率输出，尽可能的通过光伏板为负载侧的负载供电，可以控制光伏板作为市电的辅助供电。在光伏板电量充足的情况下，控制器还能够控制光伏板以最大功率输出的情况下，兼顾储能电池组的充电。其中，控制器与输出可控直流电源连接，而控制器对于光伏板的输出功率的控制可以通过控制该输出可控直流电源的电压来实现。

在一个实施例中，所述市电输入端或光伏板通过所述输出可控直流电源对所述储能电池组进行充电。

在一个实施例中，所述储能电池组通过直流母线与所述负载侧连接。

在一个实施例中，所述输出可控直流电源通过直流母线与所述负载侧连接。

在一个实施例中，所述协同供电设备还包括：

第一开关，设置于储能电池组和直流母线之间，用于控制所述储能电池组和所述直流母线之间的连接和断开。

在一个实施例中，所述第一开关还设置于输出可控直流电源与直流母线之间，用于控制所述输出可控直流电源与所述直流母线之间的连接和断开。

在一个实施例中，所述整流桥通过直流母线与所述负载侧连接，用于通过所述直流母线将来自所述市电输入端的能量供给所述负载侧。

在一个实施例中，所述负载侧包括直流负载和交流负载，其中，所述交流负载和所述直流母线之间设置有逆变器，所述逆变器用于将所述直流母线中的直流电转换为交流电之后供给所述交流负载。

在一个实施例中，所述协同供电设备还包括：

第二开关，设置于所述市电输入端和所述输出可控直流电源之间，用于控制所述输出可控直流电源和所述市电输入端之间的连接和断开。

本实施例中，通过控制第一开关和第二开关的闭合和断开，可以灵活地控制光伏板和市电输入端为负载侧供电，或者为储能电池组供电，具体的：分为以下四种情形：

情形一、在第一开关断开，且第二开关闭合的情况下，市电输入端能够向输出可控直流电源输入市电，输出可控直流电压在接收到市电输入时，向储能电池组充电，同时，光伏板也能够通过输出可控直流电源向储能电池组充电；

情形二、在第一开关闭合，且第二开关断开的情况下，市电输入端与输出可控直流电源的连接断开，此时，市电输入端无法为电池供电，只能为负载供电，而光伏板既能够通过输出可控直流电源向储能电池组充电，又能够通过输出可控直流电源为负载供电；

情形三、在第一开关和第二开关同时闭合的情况下，市电输入端和光伏板都能够为储能电池组供电，且市电输入端和光伏板也都能够为负载供电；

情形四、在第一开关和第二开关同时断开的情况下，市电输入端无法为储能电池组供电，但能够为负载供电；而光伏板只能为储能电池组供电，无法为负载供电。

通过上述四种情形的介绍，不难理解的是，通过该协同供电设备可以实现多种供电模式，下面，具体对其中部分供电模式进行介绍：

模式一：在阳光充足的情况下，光伏板的电量较为充足，第一开关闭合，控制器控制光伏板以最大功率向负载供电，另外，控制器还可以检测储能电池组的电量，当储能电池组的电量低于设定值(例如，储能电池组的电量低于50％)，控制器还可以控制光伏板向储能电池组进行充电，在这种情形下，市电作为光伏供电的辅助供电。具体的，在协同供电设备工作过程中，控制器监控V1和V2的电压，并且根据光伏板的电量实时调整V2的电压，使光伏板进行最大功率输出。

模式二：在阴天的情况下，光伏板无法转换足够的电量为负载供电，这种情况下，可以以市电供电为主，以光伏供电为辅为负载进行供电，这种情况下，当市电输入的波动导致V1波动时，控制器能够自动调整V2的输出电压进行供电补偿，保证供电的稳定性。

模式三：晚上23:00到早上7:00这段时间的阳光不充足，甚至大部分时间都没有阳光，因此，可以通过市电为负载进行供电，另外，我国有些地区实行峰平谷电价机制，而国家供电系统的供电低谷期以及电价低谷期通常也是晚上23:00到早上7:00这段时间，因此，在通过市电为负载进行供电的同时，可以为储能电池组充电，这样的供电模式能够在供电低谷期以及电价低谷期为储能电池组充电，既能够节省电价成本，也能够为国家供电系统缓解供电压力。

当然，本实用新型提供的协同供电设备，在光伏板和市电协同供电的情形下，可以根据不同的用电需求提供更多供电模式，在此不一一赘述。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种协同供电设备，其特征在于，包括：

市电输入端，所述市电输入端外接市电电网，并分别与输出可控直流电源输入端及负载侧连接，所述市电输入端与负载侧之间设置有隔离变压器和整流桥；

光伏板，与所述输出可控直流电源输入端连接，所述输出可控直流电源与负载侧连接；

储能电池组，分别与所述输出可控直流电源输出端以及负载侧连接。

2.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述协同供电设备还包括：

控制器，分别与所述光伏板以及所述输出可控直流电源连接，用于通过控制输出可控直流电源的输出电压以控制所述光伏板的输出功率。

3.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述市电输入端或光伏板通过所述输出可控直流电源对所述储能电池组进行充电。

4.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述储能电池组通过直流母线与所述负载侧连接。

5.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述输出可控直流电源通过直流母线与所述负载侧连接。

6.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述协同供电设备还包括：

第一开关，设置于储能电池组和直流母线之间，用于控制所述储能电池组和所述直流母线之间的连接和断开。

7.如权利要求6所述的协同供电设备，其特征在于，所述第一开关还设置于输出可控直流电源与直流母线之间，用于控制所述输出可控直流电源与所述直流母线之间的连接和断开。

8.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述整流桥通过直流母线与所述负载侧连接，用于通过所述直流母线将来自所述市电输入端的能量供给所述负载侧。

9.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述负载侧包括直流负载和交流负载，其中，所述交流负载和直流母线之间设置有逆变器，所述逆变器用于将所述直流母线中的直流电转换为交流电之后供给所述交流负载。

10.如权利要求1所述的协同供电设备，其特征在于，所述协同供电设备还包括：

第二开关，设置于所述市电输入端和所述输出可控直流电源之间，用于控制所述输出可控直流电源和所述市电输入端之间的连接和断开。

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