CN218449500U - 一种削峰填谷用光伏储能系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及充电系统技术的领域，尤其是涉及一种削峰填谷用光伏储能系统，其包括能量采集模块和储能模块，其中能量采集模块能够将采集到的能量转化为电能；储能模块，能够接收来自能量采集模块和市电电网输出的电能，并为负载充电。本申请能够降低充电站用电高峰期输出功率的峰值，进而使得供电系统保持稳定。
Description
技术领域
本申请涉及充电系统技术的领域，尤其是涉及一种削峰填谷用光伏储能系统。
背景技术
随着能源危机不断加深，新能源是人类社会的重要发展方向，太阳能在新能源开发中由于关键技术突破以及成本较低成为人们使用最多的新能源。
新能源的开发和利用带动了电动汽车行业的发展，电动汽车的人均拥有量越来越多，人们对于电动汽车充电桩的需求也越来越大，为了满足人们的充电需求，除了合理的增加充电桩的数量之外，还要提升充电桩的充电速度。充电桩供电来源于市电电网，市电电网输出的电压为交流电压，由于充电桩以直流电为电动汽车进行快速充电，因此需利用AC-DC电源模块将交流电转换成直流电。
随着充电速度的提升，单位时间内输出的电能也越来越多，特别是在夜间的时间段内市电电网中会接入较多的负载，这个阶段会对市电电网造成较大的负担，并且会导致现有的供电系统输出功率的峰值过高，进而出现供电不稳定的现象。
实用新型内容
为了降低充电站用电高峰期输出功率的峰值，进而造成供电不稳定的现象，本申请提供一种削峰填谷用光伏储能系统。
本申请提供的一种削峰填谷用光伏储能系统采用如下的技术方案：
一种削峰填谷用光伏储能系统，包括能量采集模块和储能模块，其中能量采集模块能够将采集到的能量转化为电能；储能模块，能够储存来自能量采集模块和市电电网输出的电能，并为负载供电。
通过采用上述技术方案，能量采集模块可将采集到的能量转化成电能，并传输至储能模块；在用电低谷期，可利用较低的价格将市供电进行储存并传输至储能模块；用电高峰期时，可通过储能模块以及市电电网同时为负载供电，使得用电高峰期输出功率的峰值趋于平稳，减少了因峰值过高而导致供电不稳的现象。
可选的，所述能量采集模块为太阳能电池板。
通过采用上述技术方案，太阳能电池板能够将光能转化成电能，操作简单，并且提升了整个系统的环保性。
可选的，所述储能模块至少包括磷酸铁锂电池、三元锂电池和氢电池中的一种。
通过采用上述技术方案，采用磷酸铁锂电池、三元锂电池和氢电池中的任一种，例如选用磷酸铁锂电池，由于其能量密度大和使用效果好，进而能够使得储能容量更大。
可选的，本系统还包括：
第一检测单元，能够检测储能模块的温度，并输出用以表征储能模块的温度值的温度检测信号；
信号处理单元，连接于第一检测单元，能够接收第一检测单元输出的温度检测信号，并和第一预设值相比较，若温度检测值大于第一预设值，则输出高温信号；
第一执行单元，所述第一执行单元包括第一电磁继电器KM1和散热器，所述第一电磁继电器KM1的线圈连接于第一信号处理单元，响应于高温信号得电；所述第一电磁继电器KM1的常开触点KM1-1串联于所述散热器的供电回路中。
通过采用上述技术方案，在使用储能模块为电动汽车供电时，储能模块输出的功率过大时会导致储能模块的温度升高，第一检测单元能够对储能模块的温度进行检测，当温度检测值大于预设值时，信号处理单元控制散热器对储能模块进行散热，以便于及时对高温储能模块进行降温处理。
可选的，本系统还包括：
第二检测单元，能够检测储能模块中剩余的电量，并输出用以表征剩余电量值的电量检测信号；
信号处理单元连接于第二检测单元，能够接收第二检测单元输出的电量检测信号，并和第二预设值相比较，若剩余电量值小于第二预设值，则输出低电量信号；
第二执行单元，所述第二执行单元包括第二电磁继电器KM2，所述第二电磁继电器KM2的线圈连接于信号处理单元，响应于低电量信号得电；所述第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-1串联于所述市电电网为储能模块供电的回路中；所述第二电磁继电器KM2的常闭触点KM2-2的一端连接于储能模块的输出端，另一端连接于母线。
通过采用上述技术方案，在为电动汽车充电时，若储能模块的电量剩余量过低会损伤蓄电池的寿命，第二检测单元可随时对储能模块的剩余电量进行检测，当剩余电量值小于预设值时，信号处理单元输出 低电量信号，电磁继电器KM的线圈得电，储能模块输出端开关断开，停止放电。
可选的，本系统还包括警示单元，响应于高温信号和/或低电量信号，所述警示单元为声光报警器。
通过采用上述技术方案，警示单元接收到来自信号处理单元输出的高温信号和/或低电量信号后可通过亮灯和发出警报，通过使用声光报警器能够扩大警示传播范围，进而提升异常情况被工作人员以及用户发现的几率。
可选的，本系统还包括交直流转换器AC-DC和母线；所述交直流转换器AC-DC至少设置有两个；第一交直流转换器AC-DC1的交流输入端连接于市电电网的输出端，直流输出端连接于储能模块的输入端；第二交直流转换器AC-DC2的交流输入端连接于市电电网的输出端，直流输出端连接于直流母线，且所述第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-3串联于所述市电电网的输出端与第二交直流转换器AC-DC2的交流输入端之间。
通过采用上述技术方案，交直流转换器AC-DC能够将市电电网输出的交流电转换成直流电，通过直流电为电动汽车充电能够提升充电速度，相比较于交流电而言，直流电充电更加稳定，且效率高；母线的输入端连接于交直流变换器直流输出端，母线设置有多个输出端，每个输出端可连接于一个负载；第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-3串联于所述市电电网的输出端与第二交直流转换器AC-DC2的交流输入端之间，若信号处理单元输出低电量信号，储能模块停止为负载供电，电磁继电器KM2的常开触点KM2-3闭合，市电电网开始为负载供电。
可选的，还包括直流变压器DC-DC，所述直流变压器DC-DC的输入端连接于储能模块，输出端连接于直流母线，能够将储能模块输出的直流电压转换成与电动汽车相匹配的电压范围。
通过采用上述技术方案，直流变压器DC-DC能够对储能模块以及市电电网输出的电压转换成与电动汽车相匹配的电压范围，对电池进行保护，进而提高电池的使用寿命。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.能量采集模块可将采集到的能量转化成电能，并传输至储能模块；在用电低谷期，可利用较低的价格将市供电进行储存并传输至储能模块；用电高峰期时，可通过储能模块以及市电电网同时为负载供电，使得用电高峰期输出功率的峰值趋于平稳，减少了因峰值过高而导致供电不稳的现象。
2.在使用储能模块为负载供电时，储能模块输出的功率过大时会导致储能模块的温度升高，第一检测单元能够对储能模块的温度进行检测，当温度检测值大于预设值时，信号处理单元控制散热器对储能模块进行散热，以便于及时对高温储能模块进行降温处理。
3.直流变压器DC-DC能够对储能模块以及市电电网输出的电压转换成与电动汽车相匹配的电压范围，对电池进行保护，进而提高电池的使用寿命。
附图说明
图1是本申请实施例中充放电流程示意图；
图2是本申请实施例中各模块连接关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-附图2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种削峰填谷用光伏储能系统，参照图1，该系统包括能量采集模块、储能模块以及直流变压器，其中能量采集模块的输出端连接于储能模块的输入端，将采集到的能量转化成电能，并将电能传输至储能模块；市电电网的输出端连接于储能模块的输入端，在用电低谷期可利用较低的价格将市电电网的电能进行存储，在用电高峰期能够通过储能模块和市电电网对负载供电，例如负载可以为充电桩，使得用电高峰期输出功率的峰值趋于平稳，减少因峰值过高导致的供电不稳定的现象；直流变压器DC-DC的输入端连接于储能模块的输出端，直流变压器DC-DC的输出端连通于充电桩，能够将储能模块输出的直流电压转换成与电动汽车相适配的电压，进而能够保护电动汽车的电池。
相关技术中，直接采用市电电网为充电桩供电，在用电高峰期，容易造成用电高峰期输出功率的峰值过高，进而导致供电时出现不稳定的现象。本申请实施例中，通过设置的储能模块能够将电能储存起来，用电高峰期时储能模块和市电电网同时为充电桩供电，使得高峰期的峰值平缓；通过直流变压器DC-DC能够将储能模块输出的电压调试成与电动汽车相适配的电压，进而保护电动汽车的电池性能。
参照图1，能量采集模块为太阳能电池板，通过光伏太阳能电池板能够将光能转化成电能，利用太阳能可提升整个系统的环保型；储能模块至少包括磷酸铁锂电池、三元锂电池和氢电池中的一种，例如储能模块选用磷酸铁锂电池，其优点为能量密度大、循环寿命长，安全性能好。
参照图1，该系统还包括交直流转换器AC-DC和母线；交直流转换器AC-DC至少设置两个，第一交直流转换器AC-DC1的交流输入端连接于市电电网，直流输出端连接于储能模块，能够将市电电网中的交流电转换成直流电，储能模块将直流电进行存储；直流变压器DC-DC的交流输入端连接于市电电网，直流输出端连接于母线；母线的输出端设置有多个，每个输出端均可连接一个充电桩，利用一套供电设备即可完成对多个充电桩提供电能，增强了供电效率。
参照图2，第一检测单元为温度传感器，第一检测单元能够检测储能模块的温度，并输出用以表征储能模块温度值的温度检测信号；信号处理单元可以为MCU芯片、PLC控制器以及CPU处理器中的任一种，信号处理单元的输入端连接于第一检测单元的输出端；第一执行单元，包括第一电磁继电器KM1和散热器，第一电磁继电器KM1的线圈的一端连接于信号处理单元的输出端，第一电磁继电器KM1的线圈的另一端接地，第一电磁继电器KM1的常开触点KM1-1串联于散热器的供电回路中；若信号处理单元没有输出高温信号，即信号处理单元没有输出电压，第一电磁继电器KM1的线圈不得电，第一电磁继电器KM1的常开触点KM1-1保持断开状态，散热器的供电回路不连通，散热器不进行散热工作；若信号处理单元输出高温信号，即信号处理单元输出电压，第一电磁继电器KM1的线圈得电，第一电磁继电器KM1的常开触点KM1-1闭合，散热器的供电回路连通，散热器开始对储能模块进行散热工作。
参照图1和图2，第二检测单元为电量检测芯片，第二检测单元能够检测储能模块中剩余的电量，并输出用以表征剩余电量值的电量检测信号；信号处理单元的输入端连接于第二检测单元的输出端，能够接收第二检测单元输出的电量检测信号，并和第二预设值相比较，若剩余电量值小于第二预设值，则由信号处理单元的输出端输出低电量信号；第二执行单元的输入端连接于信号处理单元的输出端，第二执行单元包括第二电磁继电器KM2，第二电磁继电器KM2的线圈的一端连接于信号处理单元，响应于低电量信号得电，线圈的另一端接地；第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-1串联于所述市电电网为储能模块供电的回路中，第二电磁继电器KM2的常闭触点KM2-2的一端连接于储能模块的输出端，另一端连接于母线，第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-3的一端连接于市电电网的输出端，另一端连接于第二交直流转换器AC-DC2的交流输入端。
若信号处理单元没有输出低电量信号，即信号处理单元不会输出电压，第二电磁继电器KM2的线圈不得电，第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-1保持断开状态，第二电磁继电器KM2的常闭触点KM2-2保持闭合状态，第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-3保持断开状态，储能模块的输入端断开，储能模块的输出端闭合，储能模块能够为充电桩供电；若信号处理单元输出低电量信号，即信号处理单元输出电压，第二电磁继电器KM2的线圈得电，第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-1闭合，第二电磁继电器KM2的常闭触点KM2-2断开，第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-3闭合，储能模块的输出端停止放电，储能模块的输入端闭合，市电电网开始为储能模块以及充电桩供电。
参照图2，警示单元为声光报警器，当温度检测值大于第一预设值时和/或电量检测值小于第二预设值时，信号处理单元会输出高温信号和/或低电量信号，警示单元的输入端连接于信号处理单元的输出端，响应于高温信号和/或低电量信号，对相关的工作人员以及用户进行警示，便于相关工作人员发现异常情况。
本申请实施例一种削峰填谷用光伏储能系统的实施原理为：该系统包括能量采集模块和储能模块，能量采集模块能够将采集到的能量转化成电能，并将电能传输至储能模块；在用电低谷期，储能模块还能够接收市电电网传输的电能；在用电高峰期，可通过储能模块以及市电电网对充电桩同时供电，减少了因高峰期用电量过高导致的供电不稳的现象。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种削峰填谷用光伏储能系统，其特征在于：包括能量采集模块和储能模块，所述能量采集模块能够将采集到的能量转化为电能；储能模块，能够储存来自能量采集模块和市电电网输出的电能，并为负载供电；
所述一种削峰填谷用光伏储能系统，还包括：
第一检测单元，能够检测储能模块的温度，并输出用以表征储能模块的温度值的温度检测信号；
信号处理单元，连接于第一检测单元，能够接收第一检测单元输出的温度检测信号，并和第一预设值相比较，若温度检测值大于第一预设值，则输出高温信号；
第一执行单元，所述第一执行单元包括第一电磁继电器KM1和散热器，所述第一电磁继电器KM1的线圈连接于信号处理单元，响应于高温信号得电；所述第一电磁继电器KM1的常开触点KM1-1串联于所述散热器的供电回路中；
所述一种削峰填谷用光伏储能系统，还包括：
第二检测单元，能够检测储能模块中剩余的电量，并输出用以表征剩余电量值的电量检测信号；
信号处理单元连接于第二检测单元，能够接收第二检测单元输出的电量检测信号，并和第二预设值相比较，若剩余电量值小于第二预设值，则输出低电量信号；
第二执行单元，所述第二执行单元包括第二电磁继电器KM2，所述第二电磁继电器KM2的线圈连接于信号处理单元，响应于低电量信号得电；所述第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-1串联于所述市电电网为储能模块供电的回路中；所述第二电磁继电器KM2的常闭触点KM2-2的一端连接于储能模块的输出端，另一端连接于母线。
2.根据权利要求1所述的一种削峰填谷用光伏储能系统，其特征在于：所述能量采集模块为太阳能电池板。
3.根据权利要求1所述的一种削峰填谷用光伏储能系统，其特征在于：所述储能模块至少包括磷酸铁锂电池、三元锂电池和氢电池中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种削峰填谷用光伏储能系统，其特征在于：还包括警示单元，响应于高温信号和/或低电量信号，所述警示单元为声光报警器。
5.根据权利要求1所述的一种削峰填谷用光伏储能系统，其特征在于：还包括交直流转换器AC-DC和母线；所述交直流转换器AC-DC至少设置有两个；第一交直流转换器AC-DC1的交流输入端连接于市电电网的输出端，直流输出端连接于储能模块的输入端；第二交直流转换器AC-DC2的交流输入端连接于市电电网的输出端，直流输出端连接于直流母线，且所述第二电磁继电器KM2的常开触点KM2-3串联于所述市电电网的输出端与第二交直流转换器AC-DC2的交流输入端之间。
6.根据权利要求1所述的一种削峰填谷用光伏储能系统，其特征在于：还包括直流变压器DC-DC，所述直流变压器DC-DC的输入端连接于储能模块，输出端连接于直流母线。
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