基于云储能终端的能源互联网系统设备的制造方法
【专利摘要】一种基于云储能终端的能源互联网系统设备。由一个控制中心和若干个云储能终端组成。控制中心含工业计算机，控制中心电参数采集模块、控制中心电力线载波通信模块分别与三相电力线连接，在三相电力线A相、B相和C相上分别连接若干云储能终端,通过电力线载波通讯方式分别与控制中心构成双向通信系统。云储能终端由终端电力线载波通信模块、终端电参数采集模块、充电控制系统、蓄电池、逆变系统、本地交流用电控制器和微处理器构成，充电控制系统起作用时为电网增加负载，逆变系统起作用时为电网增加电源。本新型解决了现有技术中缺少能源存储系统的现状，消除了传输损耗,分散了储能设施的投资和占地面积，减少了相关投资，应用前景广阔。
【专利说明】
基于云储能终端的能源互联网系统设备
一、技术领域
[0001]本实用新型属电力领域，涉及能源的存储，特别涉及云储能终端的能源互联网系统。
二、【背景技术】
[0002]当今，全球气候问题威胁到人类的生存环境。现代化的生活方式和生产方式必须依赖能源，而能源的使用或生产过程都要排放二氧化碳，二氧化碳造成的温室效应，是造成全球气温上升的重要原因。全球能源的供给主要依赖电能，电能的生产大多依赖煤或油的燃烧，而燃烧过程将产生大量二氧化碳。为减少电能生产过程中产生的二氧化碳，全球大力推广清洁能源的生产方式，目前主要清洁能源的生产方式有风电、光伏发电、水电。这三种发电形式的发电量都与气候相关，具有间歇性。生产出来的电能，必须消纳或存储，与气候相关的清洁能源，能源产出有很大的波动性，要么产能过剩，没法消纳，要么产能不足，没法满足用电需求。要克服这种状态，需要使用能源存储系统。但在电厂大规模安装能源存储系统，存在成本高，占地面积多，能源利用效率不高等问题。电力能源的存储是提高电力使用效率，降低污染的非常重要的问题。
[0003]中国专利(公开号:CN105048486A)《一种并联并网电池储能系统控制器及其控制方法》，公布了一种并联并网电池储能系统控制器及其控制方法，该方法能够在电网正常情况下实现和储能系统的能量交互，在电网异常情况下实现逆变输出。
[0004]中国专利(公开号:CN201510567724)《模块化多电平电池储能系统的电池健康状态优化控制方法》，该方法在个别电池组性能下降时，能够通过控制MMC相应模块减少其放电倍率和放电深度加以保护;并且降低了模块化多电平电池储能系统的热管理的要求。
[0005]上述专利公示了部分能源存储控制方法，但是没有将能源存储构建一个大的分布式系统参与电网的控制与调节，还本能适应当今能源发展的需要。
三、【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是针对现有技术中缺少能源存储系统的现状，将云储能终端作为用户端，采用分布式储能的方式构建一种能源互联网系统。该系统设备能够在用户端随意接入电网，并在控制中心的控制下，通过控制用户端的用电模式调节电网的电力电量平衡和三相平衡，使得产能不平衡的电能，在发电充分时能够消纳，在发电不足时可以由用户端补充电能，使电网具有更好的接纳绿色能源的能力，同时使得电网更加稳定。
[0007]本实用新型的目的是这样达到的:系统基于若干个云储能终端构建由一个控制中心和若干个云储能终端组成能源互联网系统。
[0008]控制中心由工业计算机、控制中心电参数采集模块、控制中心电力线载波通信模块构成。控制中心电参数采集模块、控制中心电力线载波通信模块通过电力线的连接线分别与三相电力线连接，在三相电力线A相、B相和C相上分别连接若干云储能终端，云储能终端通过电力线载波通讯方式分别单独与控制中心构成双向通信系统。
[0009]连接在A相线上的云储能终端总共有a个，连接在B相线上的云储能终端总共有b-a个，连接在C相线上的云储能终端总共有c-b个，其中，c大于b，b大于a ；
[0010]云储能终端由终端电力线载波通信模块、终端电参数采集模块、充电控制系统、蓄电池、逆变系统、本地交流用电控制器和微处理器构成，充电控制系统起作用时为电网增加负载，逆变系统起作用时为电网增加电源。
[0011]充电控制系统含可调输入电抗电路、充电控制模块、充电状态监测，可调输入电抗是在入户电力线的链接端子AVINA和AVINB上分别连接两组继电器与电感串联的组合LA、LB，其LA、LB中各个电感值相等，LA和LB的另一端分别连接端子LOP和端子L0L，在端子L0P、LOL之间设置继电器与电容串联组合LC，LC的一端连接到连接端子LOP，另一端连接到连接端子LOL，LC中的各个电容值相等。
[0012]逆变系统由逆变电源、同步电路、输出电抗可调电路三个电路模块构成，输出电抗可调电路为:在逆变电源输出端AVV和AVU分别连接一个电感，一倍电容、二倍电容、四倍电容各自分别与一个继电器C串联构成3个串联电路，三个串联电路并联，分别连接在电感的另一端，电抗可调电路与入户电力线的连接端子P220V，L220V的前端分别串联有继电器和滤波线圈，滤波线圈接入入户电力线。
[0013]控制中心电参数采集模块通信接口连接线连接控制中心电参数采集模块和工业控制计算机，提供二者之间的通信连接，通信接口为RS232;
[0014]控制中心电力线载波通信通信接口连接线连接控制中心电力线载波通信模块，提供二者之间的通信连接，通信接口为RS232。
[0015]对于云储能终端，终端电力线载波通信模块通过通信接口连接线连接到微处理器，通信接口为RS232。
[0016]终端电参数采集模块的输入端分别连接入户电力线、充电控制系统电源输入线、逆变系统电源输出线，分别测量入户电力线、充电控制系统电源输入线、逆变系统电源输出线电参数，并通过终端电参数采集模块通信接口连接线与微处理器连接，通信接口为RS232。
[0017]充电控制系统的输入通过充电控制系统电源输入线连接到入户电力线，输出连接蓄电池，通过充电控制系统控制线与微处理器连接，充电状态监测用于监测充电过程中的充电电压和充电电流，并根据充电电压和充电电流计算蓄电池充电状态。
[0018]蓄电池与充电控制系统、逆变系统、本地直流输出连接，通过充电控制系统为蓄电池充电，蓄电池通过逆变系统为电网提供电源，蓄电池通过本地直流输出连接为本地提供直流电源。
[0019]逆变系统的输入连接到蓄电池，输出通过逆变系统电源输出线连接到入户电力线，通过逆变系统控制线连接到微处理器。
[0020]本地交流用电控制器的两个输入端分别连接充电控制系统电源输入线和逆变系统电源输出线，并通过本地交流用电控制器控制线连接到微处理器。
[0021]可调输入电抗电路，在继电器与电感串联的组合LA中，继电器LA 1、继电器LA2、继电器LA3的一端连接到AVINA端子，另一端分别与电感LAl、电感LA2、电感LA3串联，电感LAl、电感LA2、电感LA3的另一端连接到连接端子LOP，端子LOP与充电控制模块同名端子连接。
[0022]继电器与电感串联的组合LB中，继电器LB1、继电器LB2、继电器LB3的一端连接到AVINB端子，另一端分别与电感LB1、电感LB2、电感LB3串联，电感LB1、电感LB2、电感LB3的另一端连接到连接端子LOL。
[0023]在继电器与电容串联组合LC中，继电器LCl、继电器LC2、继电器LC3分别串联电容LC1、电容LC2、电容LC3，继电器LC1、继电器LC2、继电器LC3的一端连接到LOL端子，另一端分别与电容LC1、电容LC2、电容LC3串联，电容LC1、电容LC2、电容LC3的另一端连接到连接端子LOP0
[0024]电感LAl、电感LA2、电感LA3，电感LBl、电感LB2、电感LB3的电感值相等，设电感值为LLA，单位为亨利；电容LC1、电容LC2、电容LC3的电容值相等，设电容值为CLA，单位为法拉。
[0025 ]电感值LL A根据外围电路需要由具体电路的计算和实验确定，并保证在接入电感LA1、电感LA2、电感LB1、电感LB2、电容LC1、电容LC2时在电网电源频率下输入电抗为纯电阻。
[0026]同步电路从入户电力线中取出入户电力线的同步信号，将同步信号送给微处理器，微处理器产生与入户电力线同步的控制信号，控制逆变电源产生与入户电力线同频同相等电压的交流电；微处理器还控制输出电抗可调电路是否输出电源，并控制电抗可调电路输出电抗值;逆变电源将蓄电池的直流电转换成与入户电力线同频同相等电压交流电，将交流电送给输出电抗可调电路。
[0027]与一倍电容串联的继电器C称为继电器CRI，与二倍电容串联的继电器C称为继电器CR2，与四倍电容串联的继电器C称为继电器CR4。
[0028]一倍电容的电容值为X，二倍电容的电容值是一倍电容的两倍，为2X;四倍电容的电容值是一倍电容的四倍，为4X，与各个电容串连的继电器C用于选择是否将该路电容连接到两个电感(31-1、31-2)。
[0029]接入一倍电容:IX，接入二倍电容:2X，
[0030]同时接入一倍电容和二倍电容:3X，接入四倍电容:4X，
[0031]同时接入一倍电容和四倍电容:5X，同时接入二倍电容和四倍电容:6X，
[0032]同时接入一倍电容、二倍电容和四倍电容:7X，
[0033 ] 选接入4X电容时，电容与电感组成的输出电抗为O，逆变器输出纯电阻，则当接入电容小于4X时，输入电抗为感性，接入电容越小，输出感抗越大；当接入电容大于4X时，输入电抗为容性，接入电容越大，输出容抗越大。
[0034]本实用新型的积极效果是:
[0035]1、本实用新型采用能源互联技术使得云储能终端能随意自由接入电网，从而构成能源互联网。云储能终端在控制中心的控制下，可以任意用作电源端或负载端。当云储能终端当电源使用时，可以任意调节输出电抗作为容性、感性或纯电阻输出。当用作负载时，可以任意调节成容性负载、感性负载或纯电阻负载。
[0036]2、云储能技术将储能放在用户端，消除了传输损耗，减少了能源损耗，分散了储能设施的投资和占地面积，减少了电力公司的相关投资。
[0037]3、本实用新型增加了清洁能源在电网中的规模，并保证清洁能源的电能被消纳。
[0038]4、本实用新型减少了电网备用电规模，有助于电网的电力电量平衡和三相平衡。
[0039]5、本实用新型可以分别调节能源输出端的输出电抗性质和负载端的电抗性质，有利于电网的稳定运行。
四、【附图说明】
[0040]图1是本实用新型的总体结构图。
[0041 ] 图2是控制中心结构图。
[0042]图3是云储能终端结构图。
[0043]图4是云储能终端的微处理器电路图。
[0044]图5是微处理器RS232接口原理图。
[0045]图6是五伏转三伏电源转换电路。
[0046]图7是三伏转二伏电源转换电路。
[0047]图8是单片机下载调试接口JTAG电路。
[0048]图9是充电控制充电控制系统结构图。
[0049]图10是可调输入电抗结构图。
[ΟΟδΟ]图11是可调输入电抗原理图。
[0051 ]图12是充电控制模块原理图。
[0052]图13是充电状态监测原理图。
[0053]图14是逆变系统原理图。
[0054]图15是逆变电源原理图。
[0055]图16是同步电路原理图。
[0056]图17是输出电抗可调电路结构图。
[0057]图18是输出电抗可调电路原理图。
[0058]图19是本地交流用电选择系统原理图。
[0059]图中，I控制中心，2-1?2-3三相电力线，3_a+l、3_a+2、3_a+3、3-b+l、3_b+2、3_b+
3、3-c、3-c-l云储能终端，4-1?4-3控制中心与电力线的连接线，5-a+l、5-a+2、5-a+3、5-b+1、5-b+2、5-b+3、5-c、5-c-l云储能终端与电力线的连接线，6控制中心电参数采集模块，7控制中心电力线载波通信模块，8工业控制计算机，9控制中心电参数采集模块通信接口连接线，10控制中心电力线载波通信接口连接线，11微处理器，12终端电力线载波通信模块，13终端电力线载波通信模块通信接口连接线，14终端电参数采集模块，15终端电参数采集模块通信接口连接线，16充电控制系统，17充电控制系统控制线，18蓄电池，19逆变系统，20逆变系统控制线，21本地直流输出，22本地交流输出，23本地交流用电控制器，24本地交流用电控制器控制线，25入户电力线，26充电控制系统电源输入线，27逆变系统电源输出线，28逆变电源，29输出电抗可调电路，30同步电路，31-1、31-2电感，33—倍电容，34 二倍电容，35四倍电容，36-1?36-3继电器(:，37-1、37-2继电器0，38-1、38-2滤波线圈，40可调输入电抗电路，41充电控制模块，50充电状态监测42-1?42-3继电器LA，43-1?43-3继电器LB，44-1?44-3 继电器 LC，45-1 ?45-3 电感 LA，46-1 ?46-3 电感 LB，47-1 ?47-3 电容 LC。
五、【具体实施方式】
[0060]本实用新型的基本思路是将若干个云储能终端与控制中心连接，构建一个由控制中心和若干个云储能终端组成的能源互联网系统，通过控制中心与云储能终端的一对一通信，对电网负载大小进行分析，对云储能终端中充电控制系统的可调输入电抗和对逆变系统的输出电抗可调电路进行调控，使云储能终端即可作为电源使用，也可作为负载，当云储能终端当电源使用时，任意调节输出电抗作为容性、感性或纯电阻输出，当用作负载时，任意调节成容性负载、感性负载或纯电阻负载，进而达到对电网的电源和负载进行双向调控平衡。
[0061 ] 参见附图1?3。
[0062 ]控制中心I由工业计算机8、控制中心电参数采集模块6、控制中心电力线载波通信模块7构成。控制中心电参数采集模块、控制中心电力线载波通信模块通过电力线的连接线4-1?4-3分别与三相电力线2-1?2-3连接。在三相电力线A相、B相和C相上分别连接若干云储能终端，云储能终端通过电力线载波通讯方式分别与控制中心构成双向通信系统。
[0063]连接在A相线上的云储能终端总共有a个，连接在B相线上的云储能终端总共有b-a个，连接在C相线上的云储能终端总共有c-b个，其中，c大于b，b大于a。
[0064]图1中的电力线为公共电网的电力线。控制中心与电力线的连接线、云储能终端与电力线的连接线均为金属导线。
[0065]控制中心:连接三相电力线2-1?2-3的三根控制中心与电力线的连接线4-1?4-3分别接入控制中心电参数采集模块6和控制中心电力线载波通信模块7 ο控制中心电参数采集模块通信接口连接线9连接控制中心电参数采集模块和工业控制计算机，提供二者之间的通信连接，通信接口为RS232 ο控制中心电力线载波通信接口连接线10连接控制中心电力线载波通信模块7，提供二者之间的通信连接，通信接口为RS232。
[0066]控制中心电参数采集模块采用山东力创科技有限公司:EDA9033E。
[0067]控制中心电力线载波通信模块采用广州致远电子股份有限公司:ZPLC_10EVB。
[0068]工业控制计算机:研祥智能科技股份有限公司:MEC_4032。
[0069]云储能终端由终端电力线载波通信模块12、终端电参数采集模块14、充电控制系统16、蓄电池18、逆变系统19、本地交流用电控制器23和微处理器11构成，充电控制系统起作用时为电网增加负载，逆变系统起作用时为电网增加电源。
[0070]入户电力线25分别接入终端电力线载波通信模块12、终端电参数采集模块14、充电控制系统16、逆变系统19。
[0071]终端电力线载波通信模块12的终端电力线载波通信模块通信接口连接线13连接到微处理器11，通信接口为RS232。
[0072 ]终端电参数采集模块14的输入端分别连接入户电力线25、充电控制系统电源输入线26、逆变系统电源输出线27，分别测量入户电力线、充电控制系统电源输入线、逆变系统输出电力线的电参数，并通过终端电参数采集模块通信接口连接线与微处理器连接，通信接口为RS232。
[0073]充电控制系统的输入通过充电控制系统电源输入线26连接到入户电力线，输出连接蓄电池18，通过充电控制系统控制线17与微处理器连接。充电控制系统起作用时，为电网增加负载。
[0074]蓄电池18与充电控制系统16、逆变系统19、本地直流输出21连接，通过充
[0075]电控制系统为蓄电池充电，蓄电池通过逆变系统为电网提供电源，蓄电池通过本地直流输出连接为本地提供直流电源。逆变系统19的输入连接到蓄电池18，输出通过逆变系统电源输出线27连接到入户电力线25，通过逆变系统控制线20连接到微处理器。逆变系统起作用时，为电网增加电源。
[0076]本地交流用电控制器23的两个输入端分别连接充电控制系统电源输入线26和逆变系统电源输出线27，并通过本地交流用电控制器控制线24连接到微处理器。
[0077]终端电力线载波通信模块采用广州致远电子股份有限公司:ZPLC-10EVB。
[0078]终端电参数采集模块采用山东力创科技有限公司:EDA9033E。
[0079]蓄电池采用风帆股份有限公司:6-QW-100。
[0080]云储能终端的微处理器采用单片机，电路图如图4?图8所示。
[0081 ]单片机Ull:MSP430F5438为美国TEXAS INSTRUMENTS。
[0082]图5微处理器RS232接口原理图中，U8:MAX232:RS232接口芯片为美国maxim公司。CH3 LOOPa,CH3 LOOPb与终端电力线载波通信模块通信接口连接线连接。
[0083]CH4 LOOPa,CH4 LOOPb与终端电参数采集模块通信接口连接线连接。
[0084]图6五伏转三伏电源转换电路中UP18:LM26400Y:电源转换芯片为美国NAT1NALSEMIC0NDUCT0TR公司，
[0085]附图9充电控制系统结构图。
[0086]充电控制系统由可调输入电抗电路40、充电控制模块41、充电状态监测50构成。
[0087]充电状态监测用于监测充电过程中的充电电压和充电电流，并根据充电电压和充电电流计算蓄电池充电状态。
[0088]参见图10、图11可调输入电抗结构图、原理图。
[0089]可调输入电抗结构是保证实现本实用新型的重要节点之一。
[0090]可调输入电抗是在入户电力线的链接端子AVINA和AVINB上分别连接两组继电器与电感串联的组合LA、LB，其LA、LB中各个电感值相等，LA和LB的另一端分别连接端子LOP和端子LOL，在端子LOP、LOL之间设置继电器与电容串联组合LC，LC的一端连接到连接端子LOP，另一端连接到连接端子LOL，LC中的各个电容值相等。
[0091]本实施例中，可调输入电抗电路40，在继电器与电感串联的组合LA中，继电器LA1、继电器LA2、继电器LA3的一端连接到AVINA端子，另一端分别与电感LA1、电感LA2、电感LA3串联，电感LAl、电感LA2、电感LA3的另一端连接到连接端子LOP，端子LOP与充电控制模块同名端子连接。继电器与电感串联的组合LB中，继电器LB1、继电器LB2、继电器LB3的一端连接到AVINB端子，另一端分别与电感LBl、电感LB2、电感LB3串联，电感LBl、电感LB2、电感LB3的另一端连接到连接端子LOL。
[0092]在继电器与电容串联组合LC中，继电器LCl、继电器LC2、继电器LC3分别串联电容LC1、电容LC2、电容LC3，继电器LC1、继电器LC2、继电器LC3的一端连接到LOL端子，另一端分别与电容LC1、电容LC2、电容LC3串联，电容LC1、电容LC2、电容LC3的另一端连接到连接端子LOP0
[0093]电感LAl、电感LA2、电感LA3，电感LBl、电感LB2、电感LB3的电感值相等，设电感值为LLA，单位为亨利；电容LC1、电容LC2、电容LC3的电容值相等，设电容值为CLA，单位为法拉。电感值LLA根据外围电路需要由具体电路的计算和实验确定，并保证在接入电感LA 1、电感1^2、电感1^1、电感LB2、电容LCl、电容LC2是输入电抗为纯电阻。
[0094]在图11中，KT1，KT2，KT3为日本欧姆龙公司，LY2-JIT4，ΚΤ5，ΚΤ6为日本欧姆龙公司，LYl-JdUTI，UT2，UT3，UT4，UT5，UT6为日本东芝公司生产，TLP521。QT4，QT5，QT7，QT8，QT10，QT12为美国Fairchild Semiconductor Corporat1n公司生产的SS9013 4T1，QT2,QT3,QT6,QT9,QTlI为美国FairchiId Semiconductor Corporat1n公司的IN4148。
[0095]在图12充电控制模块原理图中，01?1，01?2，01?4，01?5，01?6，01?7，01?9，01?10，01?12为美国Fair chi Id Semiconductor Corporat 1n公司生产的MUR3060PT。QRl, QR2 , QR3 , QR4,QRlO，QR12:美国STMicroelectronics公司生产的STP12匪50C3DRS1DRlI，DR13，DR14,DR15,DRl6为美国FairchiId Semiconductor Corporat1n公司生产的IN41480QR5 ,QR8 ,QR9,QRlO ,QRll ,QRl 2:为美国Fair chi Id Semiconductor Corporat 1n 公司:生产的 SS9013。URl，UR2，UR3，UR4，UR5，UR6:为日本东芝公司生产的TLP521。
[0096]连接关系:P1.4，P1.6，P1.6，P3.0，P3.1，P3.2连接单片机电路同名连接线;CP连接蓄电池正极，CG与充电状态监测原理图同名网络相连接;LOP，LOL连接可调输入电抗电路的同名连接线。
[0097]充电状态监测50用于监测充电过程中的充电电压和充电电流，并根据充电电压和充电电流计算蓄电池充电状态。在图13充电状态监测原理图中，USl为美国CIRRUS LOGIC公司生产的CS5460。
[0098]SW2_3，Sffl_3,D0ffN_3,UP_3，SELECT_3，RIGHT_3，LEFT_3，BSLRX_3 与单片机同名连接线相连接。CP、CG连接充电控制模块同名连接线。CS连接蓄电池负极。
[0099 ]逆变系统19的输入连接到蓄电池18，输出通过逆变系统电源输出线27连接到入户电力线25，通过逆变系统控制线20连接到微处理器。
[0100]在图14逆变系统原理图中逆变系统由逆变电源28、同步电路30、输出电抗可调电路29三个电路模块组成。逆变电源28的输出连接到输出电抗可调电路29，输出电抗可调电路的输出连接到入户电力线25，逆变电源用于将蓄电池电源转换为可以为电网供电的交流电源，同步电路提取电网电源同步信号，输出电抗可调电路用于调节输出电抗。
[0101]同步电路从入户电力线中取出入户电力线的同步信号，将同步信号送给微处理器，微处理器产生与入户电力线同步的控制信号，控制逆变电源产生与入户电力线同频同相等电压的交流电。微处理器还控制电抗可调电路是否输出电源，并控制电抗可调电路输出电抗值。逆变电源将蓄电池的直流电转换成与入户电力线同频同相等电压交流电，将交流电送给电抗可调电路。输出电抗可调电路在微处理器控制下，选择是否输出电源，输出什么样的电抗。
[0102]在图15逆变电源原理图中:UP2为日本三菱公司:PM50B5LA060。UPI，UP3，UP4，UP5，UP8为美国Avago Technologies Limited生产的!0^_4506。1^6，UP7，UP9为日本东芝公司生产的TLP521。
[0103]DV+, DV-: DV+连接到蓄电池正极;DV-连接到蓄电池负极。
[0104]SffITCHl，SffITCH2，SWITCH3，SWITCH4，SffITCH5，BUTT0N1，BUTT0N2，BUTT0N3为逆变系统和微处理器之间连接的逆变系统控制线，SWITCH1，SWITCH2，SWITCH3，SWITCH4，SWITCH5分别连接到单片机电路同名连线，BUTT0N1，BUTT0N2，BUTT0N3分别连接到单片机电路的 BUTT0N_1，BUTT0N_2，BUTT0N_3 连接。
[0105]同步电路用于取出入户电力线的同步信号。
[0106]在同步电路原理图16中，IN_P，IN_L连接到入户电力线；S_0UT为检测得到的同步信号，连接到微处理器。
[0107]UHl为霍尔电压传感器HV25-P，由北京华智兴远科技有限公司生产。
[0108]UH2:为0P07运算放大器，UH3:为日本东芝公司生产的TLP521。
[0109]输出电抗可调电路为本实用新型的另一个重要节点。
[0110]图17中，输出电抗可调电路为:在逆变电源输出端AVV和AVU分别连接一个电感31 -
1、31-2，一倍电容33、二倍电容34、四倍电容35各自分别与一个继电器C 36_1、36_2、36_3串联构成3个串联电路，三个串联电路并联，分别连接在电感31 -1、31 -2的另一端，电抗可调电路与入户电力线的连接端子P220V，L220V的前端分别串联有继电器37-1、37-2和滤波线圈38-1、38-2，滤波线圈38-1、38_2接入入户电力线25。
[0111]与一倍电容串联的继电器C称为继电器CRI，与二倍电容串联的继电器C称为继电器CR2，与四倍电容串联的继电器C称为继电器CR4。
[0112]设一倍电容的电容值为X，二倍电容的电容值是一倍电容的两倍，为2X;四倍电容的电容值是一倍电容的四倍，为4X，与各个电容串连的继电器C用于选择是否将该路电容连接到两个电感31 -1、31 -2，通过微处理器对继电器的控制，选择一倍电容、二倍电容、四倍电容是否接入。接入方法和接入电容计算如下:
[0113]接入一倍电容:IX，接入二倍电容:2X，同时接入一倍电容和二倍电容:3X，接入四倍电容:4X，同时接入一倍电容和四倍电容:5X，同时接入二倍电容和四倍电容:6X，同时接入一倍电容、二倍电容和四倍电容:7X。
[0114]选接入4X电容时，电容与电感组成的输出电抗为O，则当接入电容小于4X时，输入电抗为感性，接入电容越小，输出感抗越大;则当接入电容大于4X时，输入电抗为容性，接入电容越大，输出容抗越大。
[0115]输出电抗可调电路中，电感和电容根据实际电路计算并通过实验确定，并保证只接入4倍电容时，逆变器输出纯电阻。
[0116]图18输出电抗可调电路原理图中，FK2，FK3，FK4为继电器C，由日本欧姆龙公司生产的LYl-JC3FKl，FK5为继电器0，由日本欧姆龙公司的LY1-J。
[0117]FCl为一倍电容，FC2为二倍电容，FC3为四倍电容。
[0118]UF2，UF3，UF5，UF6，UF7 为日本东芝公司生产的 TLP521。
[0119]LED_D1，LED_D2，LED_D3，LED_D4，LED_D5，与单片机同名连接线连接。
[0120]图19为本地交流用电控制器中的选择系统原理图，图中:
[0121 ] KSl，KS2为日本欧姆龙公司的LY2-BYK1，UK2为日本东芝公司生产，TLP5210CNT_CHl，CNT_CH2，连接到单片机同名连接线。P_INA，P_INB:连接到入户电力线251220V，L220V连接到逆变器输出。HJJSEA，HJJSEB提供本地交流电源。
【主权项】
1.一种基于云储能终端的能源互联网系统设备，其特征在于:系统基于若干个云储能终端构建由一个控制中心和若干个云储能终端组成能源互联系统； 控制中心由工业计算机(I)、控制中心电参数采集模块(6)、控制中心电力线载波通信模块(7)构成，控制中心电参数采集模块、控制中心电力线载波通信模块通过电力线的连接线(4-1?4-3)分别与三相电力线连接，在三相电力线A相、B相和C相上分别连接若干云储能终端，云储能终端通过电力线载波通讯方式分别单独与控制中心构成双向通信系统； 连接在A相线上的云储能终端总共有a个，连接在B相线上的云储能终端总共有b-a个，连接在C相线上的云储能终端总共有c-b个，其中，c大于b，b大于a ； 云储能终端由终端电力线载波通信模块(12)、终端电参数采集模块(14)、充电控制系统(16)、蓄电池(18)、逆变系统(19)、本地交流用电控制器(23)和微处理器(11)构成，充电控制系统起作用时为电网增加负载，逆变系统起作用时为电网增加电源； 充电控制系统含可调输入电抗电路(40 )、充电控制模块(41)、充电状态监测(50)，可调输入电抗是在入户电力线的链接端子AVINA和AVI NB上分别连接两组继电器与电感串联的组合LA、LB，其LA、LB中各个电感值相等，LA和LB的另一端分别连接端子LOP和端子LOL，在端子LOP、LOL之间设置继电器与电容串联组合LC，LC的一端连接到连接端子LOP，另一端连接到连接端子LOL，LC中的各个电容值相等； 逆变系统由逆变电源(28)、同步电路(30)、输出电抗可调电路(29)三个电路模块构成，输出电抗可调电路为:在逆变电源输出端AVV和AVU分别连接一个电感(31-1、31-2)，一倍电容(33)、二倍电容(34)、四倍电容(35)各自分别与一个继电器C(36-l、36-2、36-3)串联构成3个串联电路，三个串联电路并联，分别连接在电感(31-1、31-2)的另一端，电抗可调电路与入户电力线的连接端子P220V，L220V的前端分别串联有继电器(37-1、37-2)和滤波线圈(38-1,38-2)，滤波线圈(38-1、38-2)接入入户电力线(25)。2.如权利要求1所述的基于云储能终端的能源互联网系统设备，其特征在于:控制中心电参数采集模块通信接口连接线(9)连接控制中心电参数采集模块(6)和工业控制计算机(8),提供二者之间的通信连接，通信接口为RS232; 控制中心电力线载波通信通信接口连接线(10)连接控制中心电力线载波通信模块(7)，提供二者之间的通信连接，通信接口为RS232。3.如权利要求1所述的基于云储能终端的能源互联网系统设备，其特征在于:对于云储能终端，终端电力线载波通信模块(12)通过通信接口连接线(13)连接到微处理器(11)，通信接口为RS232; 终端电参数采集模块(I 4)的输入端分别连接入户电力线(25 )、充电控制系统电源输入线(26)、逆变系统电源输出线(27 )，分别测量入户电力线(25 )、充电控制系统电源输入线(26)、逆变系统电源输出线(27)电参数，并通过终端电参数采集模块通信接口连接线与微处理器连接，通信接口为RS232 ； 充电控制系统的输入通过充电控制系统电源输入线(26)连接到入户电力线(25 )，输出连接蓄电池(18)，通过充电控制系统控制线(I7)与微处理器连接，蓄电池(18)与充电控制系统(16)、逆变系统(19)、本地直流输出(21)连接； 逆变系统(I9)的输入连接到蓄电池(18)，输出通过逆变系统电源输出线(27)连接到入户电力线(25)，通过逆变系统控制线(20)连接到微处理器； 本地交流用电控制器(23)的两个输入端分别连接充电控制系统电源输入线(26)和逆变系统电源输出线(27)，并通过本地交流用电控制器控制线(24)连接到微处理器(11)。4.如权利要求1所述的基于云储能终端的能源互联网系统设备，其特征在于:所述可调输入电抗电路(40)，在继电器与电感串联的组合LA中，继电器LA1、继电器LA2、继电器LA3的一端连接到AVINA端子，另一端分别与电感LAl、电感LA2、电感LA3串联，电感LAl、电感LA2、电感LA3的另一端连接到连接端子LOP，端子LOP与充电控制模块同名端子连接； 继电器与电感串联的组合LB中，继电器LB1、继电器LB2、继电器LB3的一端连接到AVINB端子，另一端分别与电感LB1、电感LB2、电感LB3串联，电感LB1、电感LB2、电感LB3的另一端连接到连接端子L0L; 在继电器与电容串联组合LC中，继电器LCl、继电器LC2、继电器LC3分别串联电容LCl、电容LC2、电容LC3，继电器LC1、继电器LC2、继电器LC3的一端连接到LOL端子，另一端分别与电容LCl、电容LC2、电容LC3串联，电容LCl、电容LC2、电容LC3的另一端连接到连接端子LOP ； 电感LAl、电感LA2、电感LA3，电感LBl、电感LB2、电感LB3的电感值相等，设电感值为LLA，单位为亨利；电容LCl、电容LC2、电容LC3的电容值相等，设电容值为CLA，单位为法拉； 电感值LLA根据外围电路需要由具体电路的计算和实验确定，并保证在接入电感LAl、电感LA2、电感LBl、电感LB2、电容LCl、电容LC2时在电网电源频率下输入电抗为纯电阻。5.如权利要求1所述的基于云储能终端的能源互联网系统设备，其特征在于: 同步电路(30)从入户电力线(25)中取出入户电力线的同步信号，将同步信号送给微处理器(11)，微处理器产生与入户电力线同步的控制信号，控制逆变电源(28)产生与入户电力线同频同相等电压的交流电；微处理器还控制输出电抗可调电路(29)是否输出电源，并控制电抗可调电路输出电抗值;逆变电源(2 8)将蓄电池(18)的直流电转换成与入户电力线同频同相等电压交流电，将交流电送给输出电抗可调电路(29)。
【文档编号】H02J3/26GK205565894SQ201620260758
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】刘天琪, 莫思特, 卜涛, 胡晓通
【申请人】四川大学