一种分布式光伏发电微网系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种分布式光伏发电微网系统，包括：光伏电池组件方阵和控制装置；其中，所述光伏电池组件方阵包含若干个并联的光伏电池子方阵；所述控制装置包含：若干个直流防雷汇流柜，与每个所述直流防雷汇流柜输出端相连接的光伏控制器，用于储存电能的蓄电池组，与所述光伏控制器输出端连接的光伏逆变器，以及与所述光伏逆变器输出端连接的交流配电计量柜；每个所述光伏电池子方阵与每个所述直流防雷汇流柜之间均由直流电缆连接，所述交流配电计量柜与外部负载或公共电网之间由交流电缆连接。该分布式光伏发电微网系统便于在较偏远或地质条件较差的地域就近设置，以减少电力传输距离，从而降低线路损耗，提高电能传输效率。
【专利说明】一种分布式光伏发电微网系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏发电技术，具体是涉及一种分布式光伏发电微网系统。
【背景技术】
[0002]化石能源(石油、天然气、煤炭等)是目前全球消耗的最主要能源，但随着人类的不断开采，化石能源的储量不断减少，并且，大部分化石能源在本世纪将被开采殆尽。另外，由于化石能源的使用过程中会新增大量温室气体C02，同时可能产能一些有污染的烟气，威胁全球生态环境。因而，开发更清洁的可再生能源(水电、风电、太阳能、生物能、潮汐能等)是今后能源开采利用的发展方向。
[0003]太阳能是一种利用太阳光辐射能量的可再生能源，分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式。
[0004]基于上述分布式光伏发电的分布式光伏发电微网是一种由负载和微电源及储能单元共同组成的有机系统。分布式光伏发电微网主要通过电力电子技术实现能量的转换及控制。相对于电力系统(主电网)，分布式光伏发电微网是系统中的一个可控单元，它可以在短时间内作出响应以满足外部主电网的需要；而对于用户，分布式光伏发电微网可以满足本地负载的特定电能质量要求，并可提高供电可靠性、降低线损等。
[0005]分布式光伏发电微网有两种基本的运行方式，即并网运行和独立运行。在分布式光伏发电微网与主电网并网运行时，负载可以从分布式光伏发电微网或者公共电网得到电力供应。当日照充沛，光伏发电电力足够时尽可能使用光伏发电，此时电网为辅；当日照弱时就以使用主电网为主。当主电网发生各种故障、扰动或电能质量不满足负载要求时，分布式光伏发电微网将快速与主电网断开并且平滑过渡到独立运行，由分布式光伏发电微网自身向负载独立供电以确保负载不受影响。
[0006]由于目前常见的分布式光伏发电微网一般都设置在户外，对于如海岛、荒漠、草原、高山等较偏远及地质条件较差的地域，分布式光伏发电微网系统限于环境约束，使得光伏发电站和负载的相距相对较远，这就需要延长传输电缆，但是，增加传输电缆会带来较大的线路损耗，电能传输效率低，因此难以满足负载的用电需求。
实用新型内容
[0007]为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种分布式光伏发电微网系统。
[0008]为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0009]一种分布式光伏发电微网系统，具有这样的特征，包括:光伏电池组件方阵，用于将接收的太阳能转换为电能并以直流电方式输出；和控制装置，将光伏电池组件方阵输出的直流电转换为交流电后输送至外部负载或公共电网；其中，光伏电池组件方阵包含若干个并联的光伏电池子方阵；控制装置包含:若干个与光伏电池子方阵相一一对应的直流防雷汇流柜，与每个直流防雷汇流柜输出端相连接的光伏控制器，与光伏控制器相连接用于储存电能的蓄电池组，与光伏控制器输出端连接的光伏逆变器，以及与光伏逆变器输出端连接的交流配电计量柜；每个光伏电池子方阵与每个直流防雷汇流柜之间均由直流电缆连接，交流配电计量柜与外部负载或公共电网之间由交流电缆连接。
[0010]进一步地，在本实用新型提供的分布式光伏发电微网系统中，还可以具有这样的特征，控制装置还包括:与光伏控制器连接的通讯及环境控制柜，检测控制装置内、外部环境参数的环境监测单元，以及调节控制装置内部温度的温度调节单元。
[0011]进一步地，在本实用新型提供的分布式光伏发电微网系统中，还可以具有这样的特征，环境监测单元集成有:环境检测仪，摄像头，以及智能光电感烟探测器。
[0012]进一步地，在本实用新型提供的分布式光伏发电微网系统中，还可以具有这样的特征，温度调节单元包含:若干个加热板和若干个散热风机。
[0013]进一步地，在本实用新型提供的分布式光伏发电微网系统中，还可以具有这样的特征，直流防雷汇流柜集成有:直流熔断器，直流断路器，运行状态实时监测模块，以及防雷模块。
[0014]本实用新型在上述基础上具有的积极效果是:
[0015]本实用新型提供的分布式光伏发电微网系统具有一体化结构，采用直流电缆就近连接光伏电池组件方阵和控制装置，并且，由交流电缆将控制装置就近连接到负载或公共电网，便于在较偏远或地质条件较差的地域就近设置，以减少电力传输距离，从而降低线路损耗，提高电能传输效率，满足负载的用电需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的实施例中分布式光伏发电微网系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型提供的分布式光伏发电微网系统作具体阐述。
[0018]如图1所示，本实施例提供的分布式光伏发电微网系统包括光伏电池组件方阵I和控制装置2，光伏电池组件方阵I用于将接收的太阳能转换为电能并以直流电方式输出。控制装置2用于将光伏电池组件方阵I输出的直流电转换为交流电后输送至外部负载或公共电网。
[0019]光伏电池组件方阵I包含若干个并联的光伏电池子方阵11，并且，每个光伏电池子方阵11均由若干个光伏电池面板串联组成。
[0020]控制装置2包含:若干个直流防雷汇流柜21，光伏控制器22，蓄电池组25，光伏逆变器23，交流配电计量柜24，通讯及环境控制柜26，环境监测单元27，以及温度调节单元28。
[0021]每个直流防雷汇流柜21分别与每个光伏电池子方阵相一一对应，具体的，每个光伏电池子方阵与每个直流防雷汇流柜21之间均由直流电缆连接。并且，若干个直流防雷汇流柜21的输出端采用并联的方式连接到光伏控制器22的输入端。
[0022]用于储存电能的蓄电池组25与光伏控制器22相连接，蓄电池组25储存有经直流防雷汇流柜21汇集的直流电能，在光照不足或无光照的状态下由蓄电池组25为负载提供或补充电能。
[0023]光伏控制器22的输出端连接光伏逆变器23，光伏逆变器23是一种由半导体器件组成的电力调整装置，用于将由光伏控制器22输出的直流电转换为交流电。本实施例中的光伏逆变器23由升压回路和逆变桥式回路构成。具体的，升压回路把光伏控制器22输出的直流电压升压到光伏逆变器23输出控制所需的直流电压；再由逆变桥式回路则把升压后的直流电压高效地转换成负载常用频率的交流电压。
[0024]交流配电计量柜24与光伏逆变器23输出端连接，并且，交流配电计量柜24的输出端与外部负载或公共电网之间由交流电缆连接。交流配电计量柜24将光伏逆变器23输出的交流电输送至外部负载或电网，并实现交流电能的动力、计量，以及各电气设备的电能转换、分配及控制。
[0025]通讯及环境控制柜26与光伏控制器22相连接，并由光伏控制器22提供工作电源。并且，通讯及环境控制的信号输入端分别连接光伏控制器22的信号输出端、光伏逆变器23的信号输出端、交流配电计量柜24的信号输出端、以及环境监测单元27的信号输出端。通讯及环境控制将采集直流防雷汇流柜21、光伏控制器22、光伏逆变器23、交流配电计量柜24、环境监测单元27等电气设备的电气参数及数据，实现分布式光伏发电控制系统的统一运行监控，数据的集中管理，并通过远程通讯系统实现后台集中监控。同时，通讯及环境控制柜26按照收集的数据自动控制温度调节单元28的运行。
[0026]环境监测单元27用于检测控制装置2内、外部环境，具体的，在本实施例中，环境监测单元27集成有:实时采集控制装置2所处环境的日照强度、风速、风向、以及温湿度信息的环境检测仪，对控制装置2内的电气设备进行视频监视的摄像头，以及设置在控制装置2顶部内侧的智能光电感烟探测器，通过摄像头和智能光电感烟探测器的结合，可实现火灾自动报警功能。
[0027]并且，本实施例中的环境监测单元27的监测数据信息可传输至通讯及环境控制柜26，从而可将监测数据信息经通讯及环境控制柜26传送到后台监控系统集中控制。
[0028]为了能够适应高寒或高温的恶劣气候环境，使得分布式光伏发电系统能够正常运作，本实施例提供的一体化控制装置2还设置有用于调节控制装置2内部温度的温度调节单元28，具体的，温度调节单元28包含:若干个在低温状态下对控制装置2内进行加热升温的加热板，和若干个在高温状态下对对控制装置2内进行排风降温的散热风机。
[0029]在本实施例中，直流防雷汇流柜21内集成有:防止短路或过电流的直流熔断器，正常状态下用于控制光伏电池组件与光伏控制器22之间通断的直流断路器，监测模块用于对运行状态进行实时检测，以及防止因雷击或过电压导致光伏电池组件损坏的防雷模块。
[0030]本实施例提供的分布式光伏发电微网系统具有一体化结构，采用直流电缆就近连接光伏电池组件方阵和控制装置，并且，由交流电缆将控制装置就近连接到负载或公共电网，便于在较偏远或地质条件较差的地域就近设置，以减少电力传输距离，从而降低线路损耗，提高电能传输效率，满足负载的用电需求。另外，通过在控制装置上设置环境监测单元和温度调节单元，使得控制装置在较恶劣的自然环境状态下也能够正常工作。
[0031]当然本实用新型所涉及的分布式光伏发电微网系统并不仅仅限定于本实施例中的结构，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴内。
【权利要求】
1.一种分布式光伏发电微网系统，其特征在于，包括: 光伏电池组件方阵，用于将接收的太阳能转换为电能并以直流电方式输出；和 控制装置，将所述光伏电池组件方阵输出的直流电转换为交流电后输送至外部负载或公共电网； 其中，所述光伏电池组件方阵包含若干个并联的光伏电池子方阵； 所述控制装置包含:若干个与所述光伏电池子方阵相一一对应的直流防雷汇流柜，与每个所述直流防雷汇流柜输出端相连接的光伏控制器，与所述光伏控制器相连接用于储存电能的蓄电池组，与所述光伏控制器输出端连接的光伏逆变器，以及与所述光伏逆变器输出端连接的交流配电计量柜； 每个所述光伏电池子方阵与每个所述直流防雷汇流柜之间均由直流电缆连接，所述交流配电计量柜与外部负载或公共电网之间由交流电缆连接。
2.根据权利要求1所述的分布式光伏发电微网系统，其特征在于: 所述控制装置还包括:与所述光伏控制器连接的通讯及环境控制柜，检测所述控制装置内、外部环境的环境监测单元，以及调节所述控制装置内部温度的温度调节单元。
3.根据权利要求2所述的分布式光伏发电微网系统，其特征在于: 所述环境监测单元集成有:环境检测仪，摄像头，以及智能光电感烟探测器。
4.根据权利要求2所述的分布式光伏发电微网系统，其特征在于: 所述温度调节单元包含:若干个加热板和若干个散热风机。
5.根据权利要求1所述的分布式光伏发电微网系统，其特征在于: 所述直流防雷汇流柜集成有:直流熔断器，直流断路器，运行状态实时监测模块，以及防雷t吴块。
【文档编号】H02J3/38GK204243785SQ201420815350
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】张卫平, 张珍珠 申请人:湖北追日电气股份有限公司