CN220382777U - 并离网自动切换的光储充放电一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及并离网自动切换的光储充放电一体机，属于电动汽车充放电技术领域。本实用新型可以自动切换充放电控制系统的并离网状态，在负载设备充电状态下优先使用光伏发电模块为设备充电，在负载设备待机状态下，光伏发电模块向储能模块充电或将发电量上网，在负载设备放电状态下，负载设备可以向储能模块充电或向电网放电，且在离网状态下，光伏发电模块和储能模块提供电能向设备充电。本实用新型将设备一体化便于安装使用，优先使用光伏发电降低用电成本，光伏余电可储存、上网，并可在停电离网状态下为电动汽车提供可靠的应急充电，且设备可通过双向充放电模块向储能电池或电网提供电能，增加车主收益并为紧急用电设备提供电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及并离网自动切换的光储充放电一体机，属于电动汽车充放电技术领域。
背景技术
目前电动汽车充电桩大多采用传统的光储充电站，传统“光储充”电站中的“光”就是光伏发电；“储”就是储能系统，通过电站的分布式电池系统收储电能；“充”就是给电动汽车等用电终端充电，通过光储和电网共同进行充电，并能在离网状态下通过光储进行充电。传统的充电站只能为电动汽车充电，当处于用电高峰期且有紧急用电需求时，即使电动汽车处于高电量状态，无法使用电动汽车进行放电解决紧急用电需求，无法灵活参与电网的调控。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供并离网自动切换的光储充放电一体机，以解决目前充电站存在的无法使用电动设备进行放电的问题。
本实用新型为解决上述技术问题而提供并离网自动切换的光储充放电一体机，包括控制器、光伏发电模块、储能模块和双向充放电模块，双向充放电模块设置在电网、光伏发电模块、储能模块与负载设备之间，控制器控制连接双向充放电模块，在并网状态下，若负载设备处于充电状态，控制器控制双向充放电模块，使光伏发电模块通过双向充放电模块向负载设备充电，当光伏发电模块的发电功率小于设定值时，控制器控制双向充放电模块使光伏发电模块和电网共同向负载设备充电；若负载设备处于待机状态，则控制器控制光伏发电模块向储能模块充电或将发电量上送至电网；若负载设备处于放电状态，控制器控制双向充放电模块，使负载设备向储能模块充电或向电网放电。
本实用新型在并网状态下，若负载设备处于充电状态，优先使用光伏发电模块为设备充电，若负载设备处于待机状态，光伏发电模块向储能模块充电或将发电量上送至电网，若负载设备处于放电状态，负载设备可以向储能模块充电或向电网放电，本实用新型利用光伏发电模块及储能模块及充电系统三方配合，将设备一体化，充电过程优先使用光伏发电降低用电成本，光伏余电可储存、上网，负载设备在用电高峰期且有紧急用电需求时可以进行放电使用，增加车主收益并为紧急用电设备提供电能。
进一步地，在离网状态下，若负载设备处于充电状态，控制器控制双向充放电模块使光伏发电模块向负载设备充电，当光伏发电模块功率的发电功率小于设定值时，使储能模块和光伏发电模块共同向负载设备充电。
在无市电供应状态下优先使用光伏发电模块向设备充电，降低电量损耗。
进一步地，双向充放电模块包括AC/DC充放电模块和DC/DC充放电模块，AC/DC充放电模块交流端连接电网和光伏发电模块，直流端通过继电器连接负载设备和储能模块；DC/DC充放电模块一端连接储能模块，另一端连接负载设备。
进一步地，控制器采样连接储能模块，用于获取储能模块电量状态，控制器根据储能模块电量状态控制储能模块进行充放电。
控制器连接储能模块，获取储能模块电量状态，可以据储能模块电量状态控制储能模块进行充放电功能，为设备紧急用电提供保证。
进一步地，该设备还包括双向电表，所述双向电表设置在光伏发电模块并网侧，双向电表输出端与控制器连接，用于将获取到的光伏发电模块和负载设备上送电量数据传输到控制器。
控制器获取光伏发电模块和负载设备上送电量数据，可以精确得到上送电量，便于计算上电收益。
进一步地，所述控制器采用内部控制电源供电，内部控制电源包括有微型光伏发电模块、蓄电池、12V控制电源和双电源开关，12V控制电源、微型光伏发电模块和蓄电池均通过双电源开关供电连接控制器，双电源开关用于实现12V控制电源、微型光伏发电模块和蓄电池的切换。
具有内部控制电源，优先使用光伏发电，实现设备运行零功耗，降低用电成本。
进一步地，在并网状态下，负载设备待机时，当控制器检测到光伏发电模块的发电功率小于一定值时，控制器控制双向充放电模块，使电网为储能模块充电。
保持储能电池的电量可以为电动汽车提供可靠的应急供电。
进一步地，并网主回路上的交流接触器的线圈部分的供电回路中串设有中间继电器，该中间继电器由控制器控制，所述控制器用于控制中间继电器，使交流接触器的线圈部分失电或者得电，进而实现离网或者并网的控制。
进一步地，并网主回路上的交流接触器的线圈部分由电网供电。
并网主回路上的交流接触器的线圈部分由电网进行供电，在电网停电时线圈主触点断开，实现电网的隔离，防止突然来电造成的设备损害，使供电系统稳定运行。
附图说明
图1是本实用新型并离网自动切换的光储充放电一体机的原理图；
其中QF1为进线塑壳断路器；KM1为交流接触器；KA1、KA2为中间继电器；QF2为光伏并网断路器；PJ为光伏双向电能表；K1-K10为直流接触器；AM为控制器；M1为AC/DC双向充放电模块；M2为DC/DC双向充放电模块；UP1 12VDC/DC为直流开关电源。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步地说明。
并离网自动切换的光储充放电一体机的的实施例
本实用新型在并网状态下，若负载设备处于充电状态，控制器控制双向充放电模块，使光伏发电模块通过双向充放电模块向负载设备充电，当光伏发电模块的发电功率小于设定值时，控制器控制双向充放电模块使光伏发电模块和电网共同向负载设备充电；若负载设备处于待机状态，则光伏发电模块向储能模块充电或将发电量上送至电网；若负载设备处于放电状态，控制器控制双向充放电模块，使负载设备向储能模块充电或向电网放电；离网状态下，光伏发电模块向负载设备充电，当光伏发电模块功率不够时，使储能模块和光伏发电模块共同向负载设备充电。下面结合具体的实例来进行说明。
该光储充放电一体机的实现原理如图1所示，本实用新型包括控制器、光伏发电模块、储能模块和双向充放电模块，双向充放电模块设置在电网、光伏发电模块、储能模块与负载设备之间，控制器控制连接双向充放电模块；双向充放电模块包括AC/DC双向充放电模块M1和DC/DC双向充放电模块M2，AC/DC双向充放电模块M1交流端通过光伏并网断路器QF2与光伏发电模块连接通过交流接触器KM1与市电连接，市电通过进线塑壳断路器QF1接入该设备，直流端通过继电器连接负载设备和储能模块；DC/DC双向充放电模块M2一端连接储能模块，另一端连接负载设备；控制器采样连接储能模块，用于获取储能模块电量状态，控制器根据储能模块电量状态控制储能模块进行充放电功能；在光伏发电模块并网侧设置有光伏双向电表PJ，光伏双向电表PJ输出端与控制器连接，将获取到的光伏发电模块和负载设备上送电量数据传输到控制器。
控制器采用内部控制电源供电，内部控制电源包括有微型光伏发电模块、蓄电池、12V控制电源、12VDC/DC直流开关电源和双电源开关，12V控制电源从电网获取，通过电压转换将电网的电转换成12V，12V控制电源、微型光伏发电模块和蓄电池均通过双电源开关供电连接控制器，双电源开关用于实现12V控制电源、微型光伏发电模块和蓄电池的切换。
并网主回路上的交流接触器的线圈部分的供电回路中串设有中间继电器，该中间继电器由控制器控制，所述控制器用于控制中间继电器，使交流接触器的线圈部分失电或者得电，进而实现离网或者并网的控制。
市电正常供电时，设备由断路器QF接入电网，KM1线圈接入AN相之间，主触点处于闭合状态，控制器AM通过KM1常开触点读取到市电状态，此时KM1处于吸合状态，主回路正常导通，控制器切换充放电系统至并网状态。
并网状态下，如果设备此时处于汽车充电状态中，则K1、K2闭合，K3-K8全部断开，优先由光伏发电供给M1充电使用，如光伏发电模块的发电功率小于设定值或者光伏未发电，则需再从市电取电；如果设备此时处于待机状态，则控制器判断储能电池是否满足充电条件，如满足，则闭合K9、K10通过光储一体机向储能电池充电；如不满足，则将大型光伏发电量上送至电网；如果此时设备处于汽车放电状态中，则控制器判断储能电池是否满足充电条件，如满足，则闭合K5、K6、K7、K8通过M2向储能电池充电；如不满足，则闭合K1、K2通过M1向电网放电。负载设备待机时，优先使用光伏将储能模块充满，当控制器检测到光伏发电模块的发电功率小于一定值时，控制器控制双向充放电模块，使电网为储能模块充电。
KM1线圈连接在电网N、C相之间形成供电回路，若市电处于停电状态时，连接在N、C相的KM1线圈失电，主触点断开，实现对市电的隔离，防止了市电突然恢复供电对设备造成不可逆的损伤。在并网主回路上的交流接触器的线圈部分的供电回路中还串设有中间继电器KA2的触点，控制器控制中间继电器KA2的触点使交流接触器的线圈部分失电或者得电，进而实现离网或者并网的控制。
离网状态下，若设备处于待机状态，则控制器判断储能电池是否满足充电条件，如满足，则闭合K9、K10，此时如果光伏处于发电状态则可通过光储系统向储能电池充电；若电动汽车需充电，则控制器判断储能电池是否具备放电条件，如具备放电条件，则闭合K1、K2、K7、K8,由光伏和储能系统共同向电动汽车提供电能，如储能不满足放电条件，则闭合K1、K2,由光伏独自为电动汽车提供电能。市电停电状态下不允许电动汽车放电操作。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改等同替换和改进，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.并离网自动切换的光储充放电一体机，包括控制器、光伏发电模块、储能模块和双向充放电模块，其特征在于，双向充放电模块设置在电网、光伏发电模块、储能模块与负载设备之间，控制器控制连接双向充放电模块，在并网状态下，若负载设备处于充电状态，控制器控制双向充放电模块，使光伏发电模块通过双向充放电模块向负载设备充电，当光伏发电模块的发电功率小于设定值时，控制器控制双向充放电模块使光伏发电模块和电网共同向负载设备充电；若负载设备处于待机状态，则控制器控制光伏发电模块向储能模块充电或将发电量上送至电网；若负载设备处于放电状态，控制器控制双向充放电模块，使负载设备向储能模块充电或向电网放电。
2.根据权利要求1所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，在离网状态下，若负载设备处于充电状态，控制器控制双向充放电模块使光伏发电模块向负载设备充电，当光伏发电模块功率的发电功率小于设定值时，使储能模块和光伏发电模块共同向负载设备充电。
3.根据权利要求1或2所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，双向充放电模块包括AC/DC充放电模块和DC/DC充放电模块，AC/DC充放电模块交流端连接电网和光伏发电模块，直流端通过继电器连接负载设备和储能模块；DC/DC充放电模块一端连接储能模块，另一端连接负载设备。
4.根据权利要求1或2所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，控制器采样连接储能模块，用于获取储能模块电量状态，控制器根据储能模块电量状态控制储能模块进行充放电。
5.根据权利要求1所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，该设备还包括双向电表，所述双向电表设置在光伏发电模块并网侧，双向电表输出端与控制器连接，用于将获取到的光伏发电模块和负载设备上送电量数据传输到控制器。
6.根据权利要求1所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，所述控制器采用内部控制电源供电，内部控制电源包括有微型光伏发电模块、蓄电池、12V控制电源和双电源开关，12V控制电源、微型光伏发电模块和蓄电池均通过双电源开关供电连接控制器，双电源开关用于实现12V控制电源、微型光伏发电模块和蓄电池的切换。
7.根据权利要求1所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，在并网状态下，负载设备待机时，当控制器检测到光伏发电模块的发电功率小于一定值时，控制器控制双向充放电模块，使电网为储能模块充电。
8.根据权利要求1所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，并网主回路上的交流接触器的线圈部分的供电回路中串设有中间继电器，该中间继电器由控制器控制，所述控制器用于控制中间继电器，使交流接触器的线圈部分失电或者得电，进而实现离网或者并网的控制。
9.根据权利要求8所述的并离网自动切换的光储充放电一体机，其特征在于，并网主回路上的交流接触器的线圈部分由电网供电。
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