一种基于微电网技术的光储互补供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于微电网技术的光储互补供电系统，属于新能源离网发电供电技术领域，旨在提供一种基于智能微电网能量管理与控制技术的离网供电系统，依据离网太阳能发电存在的多工况，多控制目标，采用先进的微电网控制技术对离网光储互补供电系统进行高效控制和管理，以实现离网光储互补供电能为家庭、海岛、边远山区、无电地区等地区提供稳定可靠供电的一种离网光储互补供电系统。主要包括：光伏组件、微电网能量管理控制器、蓄电池、双向直流变换器、扩展接口。光伏组件、蓄电池与双向直流变流器共同接入公共直流母线，微电网能量管理控制器控制各路开关，扩展接口与双向直流变流器。本实用新型主要用在离网型光储互补发电供电技术中。
【专利说明】
一种基于微电网技术的光储互补供电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及离网型太阳能发电供电技术领域，特别涉及一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统。
【背景技术】
[0002]太阳能以其清洁环保，无污染，蕴藏丰富等优点，逐步得到各个行业的关注，但其容易受到天气的影响，导致太阳能输出不稳定，通过蓄电池系统可以平滑太阳能输出波动，使得太阳能供电稳定可靠，因此将光伏与蓄电池相结合，通过先进的微电网控制技术，将会扩大离网型光伏供电系统的应用范围，提高离网型光伏供电系统的供电质量和使用寿命。将太阳能与蓄电池进行共母线连接，光伏多余的电力存起来，在太阳能发出的电不够负载使用时，蓄电池就会自动进行电力补充，启到直流母线电压稳定的作用。离网型太阳能发电存在着许多种工况，如海岛供电模式、无电户供电模式、边防监控供电模式等，每种工况所处环境不一样，用电需求不一样，因此必须提升离网型光储互补供电系统的智能化，采用基于微电网技术的管理系统，可以将供电系统各部件有效管理起来，最大限度的利用好每一个部件，提高整体供电的稳定性、可靠性、安全性，以及供电系统的使用寿命，由于采用了微电网技术，后期供电系统的维护成本也得到大幅度降低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是为了解决现有离网型光伏发电系统不能有效的进行控制和管理，提供一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统，以解决多工况条件下离网型光储互补供电系统的智能化控制和管理，以便实现离网型光储互补供电系统为各类负载提供稳定、可靠、安全的电力。
[0004]为此，本实用新型的目的在于提出一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的实施例提出一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统，其特征在于，光伏组件(I)、微电网能量管理控制器(2)、蓄电池(3)、双向直流变流器(4)、扩展接口(5)，其特征在于，所述光伏组件、蓄电池、双向直流变换器、扩展接口通过公共直流母线连接，所述连接公共直流母线的各部件都有开关进行控制，确保各部件能够按照一定的逻辑控制进行动作，使得系统能够稳定可靠运行。
[0006]在本实用新型的一个实施例中，微电网能量管理控制器为供电系统的管理控制核心设备，具有光伏组件供电、蓄电池供电、双向直流变换器、扩展接口数据采集功能，各路开关控制，设备启停、功率调节等控制，核心控制设备具备多能源优化控制软件，使得系统稳定、可靠、高效的运行，微电网能量管理控制器还具备数据本地存储与远程发布功能。
[0007]在本实用新型的又一个实施例中，微电网能量管理控制器内含储能系统优化管理单元，使得供电系统在不同的工况下，以最优的储能管理控制策略运行，当蓄电池需要维护时，供电系统会自动进行电池维护，通过以上方法来提高蓄电池的使用寿命。
[0008]在本实用新型的再一个实施例中，供电系统具有扩展接口，供电系统默认为直流供电系统，当遇到交流供电系统时可在扩展接口连接逆变器，供交流负载使用，逆变器受微电网能量管理控制器管理与控制。
[0009]通过本实用新型设计而成的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统，通过微电网能量管理控制器使得供电系统能够适应不同的使用工况，如海岛供电模式、边远山区供电模式、无电地区供电模式等，设备功能强大，智能化配置，电源系统设计结构简单，安全实用，操作便捷，附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0010]图1为根据本实用新型实施例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统连接结构示意图。
[0011]图2为根据本实用新型实施例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统主电路原理图。
[0012]图3为根据本实用新型实施例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统软件主流程图。
[0013]图4为根据本实用新型实施例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统运行流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似的功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0015]如图1所示，为本实用新型的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统连接结构示意图，其中包括:光伏组件(I)、微电网能量管理控制器(2)、蓄电池(3)、双向直流变流器(4)、扩展接口(5)。具体表现如下:
[0016]本实用新型一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统的，(I)光伏组件，供电系统主要通过光伏组件的光电转换产生电力，供用电负载使用，但光伏组件产生的电力是不可控的，受天气影响较大。(2)微电网能量管理控制器，为供电系统的核心管理设备，具有光伏组件供电、蓄电池供电、双向直流变换器、扩展接口数据采集功能，各路开关控制，设备启停、功率调节等控制;控制器具备多能源优化控制软件，使得系统稳定、可靠、高效的运行；控制器具有足够空间的本地数据存储器，当通讯网络出现故障时，可以保存一周的数据，确保数据的连续性，控制器具有485、以太网、无线通讯等通讯硬件平台，可与调度中心，远程控制中心相连，远程发布数据;控制器具有软定时器，可以对用电负荷进行精确定时控制，做到用电负荷高效管理。(3)蓄电池，在供电系统中主要用于稳定公共直流母线的电压稳定，同时平滑由于天气原因，使用环境的原因等导致的光伏产生电力的不稳定，当光伏不能产生足够的电力时，蓄电池必须能够快速的提供后备电力，确保用电负荷不间断供电。
(4)双向直流变流器，采用高效的IGBT或CMOS半桥结构，支持不同的电压等级输出，满足不同的电压等级的用电负荷需求，当半桥变流器的输出电压低于阈值时，微电网能量管理控制器就发出用电负荷切换指令，切除一般用电负荷，确保敏感用电负荷正常供电。(5)扩展接口，扩展接口主要用于接入逆变器，当用电负荷为交流负责时，将逆变器便捷的接入扩展接口，在微电网能量管理控制器中进行参数设置后就可以使用，逆变器将受到微电网能量管理控制器监视与控制。
[0017]如图2所示，本实用新型实施例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统主电路原理图，从图中可知，在光伏组件、蓄电池、公共直流母线、双向直流变流器、扩展接口都安装电压、电流传感器，用于电压、电流的高精度检测，这些数据都上传到微电网能量管理控制器，用于算法控制;5块主要部件，光伏组件、蓄电池、公共直流母线、双向直流变流器、扩展接口都与公共直流母线相连，直流母线电压由蓄电池决定，光伏组件首先给蓄电池充电，其次在供用电负荷，双向直流变流器主要适应用户的不同的电压等级;微电网能量管理控制器具备蓄电池管理控制功能，用于蓄电池的日常维护工作，确保电池在合理范围内使用，保证整套供电系统的使用寿命;在每个主要直流支路都安装了可控开关，根据多能源优化控制软件对主要开关进行控制管理;供电系统通讯链路方式可以是RS485、光纤、或者无线。
[0018]如图3所示，本实用新型实施例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统软件主流程图，图3是软件主控制流程，控制系统软件为多进程控制系统，各个进程管理各自控制算法，其中分为4种有效控制策略，当蓄电池工作正常时，先通过web进程进行系统设置，参数配置，策略选择。然后开启数据采集通讯进程，如需要进行蓄电池维护时，将进入蓄电池维护进程，这些进程将系统各组成部分紧密结合，还有些系统进程，如故障管理进程等，这些进程负责系统的稳定可靠运行。
[0019]图4为根据本实用新型实施例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统运行流程图，具体步骤如下:
[0020]步骤SI，开启电源进入配置表界面；
[0021]步骤S2，对系统各项控制功能参数进行配置；
[0022]步骤S3，通过各项配置表，选定需要采取的功能及运行方式；
[0023]步骤S4，通过软件启动其它进程，系统正式启动；
[0024]步骤S5，在设备运行过程中，可通过本地触摸屏进行设备参数的调整，也可以通过远程进行设备参数的调整，调整保存后，下个控制周期系统会重新执行指令。
[0025]根据本实用新型例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统，是一款将微电网技术应用到离网型光储互补供电系统中的高智能化供电设备，它具有高度的自我管理功能，能根据不同的使用工况，不同的用电特性，制定不同的管理控制策略，为提高其使用寿命，系统具有一定的自我维护功能，如蓄电池的自我维护功能，这些特点使得离网光储互补供电系统更能适用不同的使用环境，提升了使用的可靠性、安全性、便捷性。为配合多点离网型光储互补供电系统的统一管理，系统具备完善的集数据采集通讯、各项电力参数监控、电能质量监控，本实用新型例使用高可靠性通讯网络，能与远程电力控制系统无缝衔接，实现“遥测、遥信、遥控”，具备系统远程诊断、维护的特点，数据通讯方式可按照远程控制协议进行定制。本实用新型例的一种基于微电网技术的离网型光储互补供电系统采用多种对外联络接口，具有多路485接口，多路以太网接口，可增配3G、4G、GPRS网络，可方便快捷的接入多种设备，以及远程控制系统。本实用新型适用于海岛边防、无人地区供电、边远山区供电、边防监控、高速监控等电力配电网无法接入的地区或接入成本过高的地区，通过建立分散式离网供电系统，可节约电力接入成本，降低应用工程造价，同时提升了离网光储互补供电系统的智能化管理，确保各类用电负载都能够获得稳定可靠安全的电源。
[0026]本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合改实施例或示例描述的具体特征、结构、材料、或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0027]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。
【主权项】
1.一种基于微电网技术的光储互补供电系统，包括:光伏组件(I)、微电网能量管理控制器(2)、蓄电池(3)、双向直流变流器(4)、扩展接口(5)，其特征在于，所述光伏组件、蓄电池、双向直流变换器、扩展接口通过公共直流母线连接，所述连接公共直流母线的各部件都有开关进行控制，确保各部件能够按照一定的逻辑控制进行动作，使得系统能够稳定可靠运行。2.根据权利要求1所述的一种基于微电网技术的光储互补供电系统，其特征在于，所述微电网能量管理控制器为供电系统的核心设备，对光伏组件供电、蓄电池供电、双向直流变换器、扩展接口进行数据采集，开关与设备控制，具备多能源优化控制软件，使得系统稳定、可靠、高效的运行，所述微电网能量管理控制器具备数据本地存储与远程发布功能。3.根据权利要求1所述的一种基于微电网技术的光储互补供电系统，其特征在于，所述微电网能量管理控制器内含储能系统优化管理单元，使得供电系统在不同的工况下，以最优的储能管理控制策略运行，提高蓄电池的使用寿命。4.根据权利要求1所述的一种基于微电网技术的光储互补供电系统，其特征在于，所述扩展接口，供电系统默认为直流供电系统，当遇到交流供电系统时可在扩展接口连接逆变器，供交流负载使用，逆变器受微电网能量管理控制器管理与控制。
【文档编号】H02J7/35GK205509641SQ201620282911
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】周磊, 马中华, 齐月
【申请人】北京盛通高科新能源科技有限公司