本发明涉及配电网电能存储技术领域，具体而言，涉及一种配电网分布式储能系统。
背景技术：
随着社会经济的发展和电子设备的普及，越来越多的用电设备进入人们的生活，人们对电能的需求量也迅猛增长。近年来，世界范围内电力工业技术进步和能源日渐衰竭及人们对环境的关注使得分布式储能技术成为电力系统中的研究热点。分布式储能是指布置在配电网或分布在负荷附近的蓄电池组，以满足特定用户的需要或支持现存配电网的经济运行。基于系统稳定性和经济性的考虑，分布式储能系统不仅需要具备存储一定量电能的功能，而且要兼具高效便捷等特点。
但是现有的分布式储能系统大多只能单独实现离网或并网供电功能，无法做到离网和并网模式的切换。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种配电网分布式储能系统，以改善上述问题。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明提供了一种配电网分布式储能系统，所述配电网分布式储能系统包括模式控制装置和储能装置。所述模式控制装置包括逆变模块和控制模块，所述逆变模块包括离并混合逆变器，所述控制模块包括与所述离并混合逆变器连接的处理器，所述离并混合逆变器包括输入端、并网输出端以及离网输出端，所述输入端用于接收电流，所述并网输出端与配电网连接，其中，所述处理器用于根据供耗电对比信息控制所述离并混合逆变器保持或切换为离网/并网模式。所述储能装置的输入端与所述离网输出端连接，所述储能装置的输出端与非电网用电设备连接。
在本发明可选的实施例中，所述配电网分布式储能系统还包括配电装置，所述配电装置包括能量转换模块和传输隔离模块。所述能量转换模块包括配电变压器，所述配电变压器的输出端与所述离并混合逆变器的输入端连接。所述传输隔离模块包括输入电路和隔离开关，所述输入电路通过所述隔离开关与所述配电变压器的输入端进行连接。
在本发明可选的实施例中，所述能量转换模块还包括无功补偿器，所述配电变压器的输出端与所述无功补偿器的输入端连接，所述无功补偿器的输出端与所述离并混合逆变器的输入端连接。
在本发明可选的实施例中，所述配电装置还包括监控模块，所述监控模块分别与所述隔离开关、所述配电变压器以及所述无功补偿器连接。
在本发明可选的实施例中，所述监控模块为远方智能监控系统。
在本发明可选的实施例中，所述配电装置还包括保护模块，所述保护模块与所述隔离开关、所述配电变压器、所述无功补偿器以及所述监控模块连接。
在本发明可选的实施例中，所述保护模块为封闭式电磁继电器。
在本发明可选的实施例中，所述离并混合逆变器为智能逆变器。
在本发明可选的实施例中，所述储能装置包括至少一个电池组，所述至少一个电池组中的电池组并联。
在本发明可选的实施例中，所述至少一个电池组中的电池组为锂电池组。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种配电网分布式储能系统，所述配电网分布式储能系统通过逆变模块中的离并混合逆变器在需要对储能装置进行充电或直接向非电网用电设备供电时切换为不与电网连接的离网模式，还通过所述混合逆变器在配电网需要对电能进行调度使用时切换为并网模式，从而使所述配电网分布式储能系统通过升压或直接从低压侧接入配电网，提高了分布式储能系统的供电灵活性，能够在需要离网/并网输电时快速进行模式切换。同时，控制模块通过采集的供耗电对比信息的实时比例数据对离并混合逆变器进行控制，以使所述离并混合逆变器能够进行自动化、智能化的离网/并网模式切换，进一步提高电能利用率，改善供电环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰，在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明第一实施例提供的一种配电网分布式储能系统的模块示意图；
图2为本发明第一实施例提供的一种模式控制装置的模块示意图；
图3为本发明第三实施例提供的一种带配电装置的配电网分布式储能系统的模块示意图；
图4为本发明第二实施例提供的一种配电装置的模块示意图；
图5为本发明第三实施例提供的一种带监控保护功能的配电网分布式储能系统中可监控配电装置的模块示意图。
图标：10-配电网分布式储能系统；11-模式控制装置；111-逆变模块；1111-离并混合逆变器；112-控制模块；1121-处理器；12-储能装置；20-带配电装置的配电网分布式储能系统；21-配电装置；211-能量转换模块；2111-配电变压器；2112-无功补偿器；212-传输隔离模块；2121-输入电路；2122-隔离开关；31-可监控配电装置；311-监控模块；312-保护模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
第一实施例
经本申请人研究发现，在现有的分布式储能技术方案中，大多数分布式储能装置只能单独实现离网或者并网供电其中一种，不能实现离网/并网供电模式的快速、便捷的切换。为了解决上述问题，本发明第一实施例提供了一种配电网分布式储能系统10。
请参考图1，图1为本发明第一实施例提供的一种配电网分布式储能系统的模块示意图。
配电网分布式储能系统10包括模式控制装置11和储能装置12。其中，模式控制装置11的输入端和电能输入电路连接，模式控制装置11的输出端与储能装置12的输入端以及配电网连接，储能装置12的输出端与非电网用电设备连接。
请参考图2，图2为本发明第一实施例提供的一种模式控制装置的模块示意图。
模式控制装置11包括逆变模块111和控制模块112，逆变模块111包括离并混合逆变器1111，控制模块112包括处理器1121，离并混合逆变器1111与处理器1121连接。
可选地，模式控制装置11还包括数据采集模块，数据采集模块分别与电网和控制模块112连接，用于将从逆变模块12和所述电网采集的电能信息传输至控制模块112。其中，数据采集模块可以为包括电能检测电路和数字信号处理器的电能检测仪。所述电能检测仪常用于测量分析公用电网供到用户端的交流电能质量，其测量分析：频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变、三相电压允许不平衡度和电网谐波等。
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50hz正弦或方波)。通俗的讲，逆变器是一种将直流电(dc)转化为交流电(ac)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。应当理解的是，现有的离网逆变器一般将输入电压经过直流控制系统输出稳定直流电压，再将所述直流电压输入储能系统或通过逆变器为负载供电；现有的并网逆变器一般用于大型发电站的系统中，很多并行的电压输入组串被连到同一台集中并网逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的igbt功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用dsp转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，再通过集中并网逆变器的交流输出端将电能输入电网。但是上述离网逆变器和并网逆变器不能根据负载具体情况即供耗电对比信息进行离网/并网模式的切换。为了解决上述问题，作为一种实施方式，本实施例中的逆变模块111采用离并混合逆变器1111。离并混合逆变器1111在电网侧正常耗电情况下可为并网模式以使配电网分布式储能系统10并网发电，而当电网侧无耗电时切换为离网模式以使配电网分布式储能系统10为非电网用电设备供电或储能装置12充电。
处理器1121可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器1121在本实施例中用于对数据采集模块传输来的电能信息进行处理获得供耗电比例信息，并根据所述供耗电比例信息控制离并混合逆变器1111处于离网模式或并网模式。具体地，在所述供耗电比例信息表示电网无供电需求或供电量超过耗电量时，处理器1121控制离并混合逆变器1111处于离网模式以对对储能装置12进行充电；在所述供耗电比例信息表示电网有供电需求时，处理器1121控制离并混合逆变器1111处于并网模式以对电网及所述电网上连接的用电设备进行供电。上述的处理器1121可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。所述通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器。于本实施例中，可选地，该处理器1121可以是stm32系列的处理器，例如stm32f103c8t6、stm32f103vet6等型号。
储能装置12的输入端与离并混合逆变器1111的离网输出端连接，用于进行电能存储和对非电网用电设备进行供电，其包括至少一个电池组，所述至少一个电池组中的电池组并联。作为一种可选的实施方式，储能装置12为铅蓄电池，铅蓄电池在放电时电动势稳定，工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、贮存性能好且造价低。进一步地，在对储能装置12的储电性能有更高要求时，储能装置12还可以采用锂电池，锂电池使用寿命长、充电速度快、充放电效率较高且体积重量轻。应当理解的是，储能装置12还可以根据具体需求选用其他种类的电池。
第二实施例
请参考图3，图3为本发明第三实施例提供的一种带配电装置的配电网分布式储能系统的模块示意图。
带配电装置的配电网分布式储能系统20包括模式控制装置11、储能装置12和配电装置21，带配电装置的配电网分布式储能系统20除配电装置13外，其他部分与第一实施例中提供的配电网分布式储能系统10相同。其中，模式控制装置11中离并混合逆变器1111的输入端和配电装置21的输出端连接。
请参考图4，图4为本发明第二实施例提供的一种配电装置的模块示意图。
配电装置21包括能量转换模块211和传输隔离模块212，传输隔离模块212的输出端与能量转换模块211的输入端连接，能量转换模块211的输出端与离并混合逆变器1111的输入端连接。
在可选的实施例中，能量转换模块211包括配电变压器2111，传输隔离模块212包括输入电路2121和隔离开关2122。其中，输入电路2121通过隔离开关2122与配电变压器2111连接。输入电路2121一般由电缆、杆塔等组成。隔离开关2122是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能的开关器件，隔离开关2122在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志，在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流。配电变压器2111指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器，是用来将某一数值的交流电压(流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。
作为一种实施方式，能量转换模块211还包括无功补偿器2112，无功补偿器2112的输入端与配电变压器2111的输出端连接，无功补偿器2112的输出端与离并混合逆变器1111的输入端连接。无功补偿器2112是一种补偿装置，在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。
第三实施例
请参考图5，图5为本发明第三实施例提供的一种带监控保护功能的配电网分布式储能系统中可监控配电装置的模块示意图。
带监控保护功能的配电网分布式储能系统包括模式控制装置11、储能装置12和可监控配电装置31，可监控配电装置31除了添加监控模块311和保护模块312外，其他部分与第二实施例中的配电装置21相同。
监控模块311和保护模块312均分别与隔离开关2122、配电变压器2111以及无功补偿器2112连接，监控模块311和保护模块312也相互连接。
作为一种可选的实施方式，监控模块311为远方智能监控系统，所述远方智能监控系统是采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术，通过在监控系统中增加智能视频分析模块，借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用的或干扰信息、自动识别不同物体，分析抽取视频源中关键有用信息，快速准确的定位事故现场，判断监控画面中的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统，其中远方即所述远方智能监控系统能够在远离带监控保护功能的配电网分布式储能系统的监控后台进行监控调度。
可选地，保护模块312为继电器，继电器)是一种电控制器件，是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系，通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。进一步地，本实施例中的继电器为封闭式电磁继电器，封闭式电磁继电器采用焊接或其他方法将触点和线圈等密封在金属罩内，泄漏率较低，安全性能更高。
综上所述，本发明实施例提供了一种配电网分布式储能系统，所述配电网分布式储能系统通过逆变模块中的离并混合逆变器在需要对储能装置进行充电或直接向非电网用电设备供电时切换为不与电网连接的离网模式，还通过所述混合逆变器在配电网需要对电能进行调度使用时切换为并网模式，从而使所述配电网分布式储能系统通过升压或直接从低压侧接入配电网，提高了分布式储能系统的供电灵活性，能够在需要离网/并网输电时快速进行模式切换。同时，控制模块通过采集的供耗电对比信息的实时比例数据对离并混合逆变器进行控制，以使所述离并混合逆变器能够进行自动化、智能化的离网/并网模式切换，进一步提高电能利用率，改善供电环境。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。