光储充微电网的制作方法

本实用新型涉及微电网技术领域，尤其是涉及一种光储充微电网。

背景技术：

由于环境保护和能源枯竭的双重压力，迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源工业(热电联供)的发展潜力和利益空间巨大，采用分布式电源和负荷的就地控制器实现微电网暂态控制，微电网集中能量管理系统实现稳态安全、经济运行分析。

微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。

然而，现有方案中，微电网智能化水平不高，对于并网和离网的运行不能实现自动灵活转换，能源利用水平较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光储充微电网，以缓解现有技术中存在的微电网智能化水平不高，对于并网和离网的运行不能实现自动灵活转换，能源利用水平较低的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种光储充微电网，包括：光伏发电系统、储能逆变系统、负载和用于切换并离网状态的并离网切换开关；

所述光伏发电系统与所述储能逆变系统连接，所述光伏发电系统向所述储能逆变系统输送直流电；

所述储能逆变系统与所述负载通过交流母线连接，所述储能逆变系统将所述直流电转换成交流电，通过所述交流母线将所述交流电输送给负载；

所述并离网切换开关的第一连接端与所述交流母线连接，所述并离网切换开关的第二连接端与市电电源连接，所述并离网切换开关与所述储能逆变系统通信连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：微网控制系统；

所述微网控制系统与所述并离网切换开关通信连接，所述微网控制系统感应所述并离网切换开关的并离网切换信号，根据所述所述并离网切换信号控制所述储能逆变系统调整向所述负载输出的电量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：通讯管理机；

所述通讯管理机与所述微网控制系统通信连接，所述通讯管理机感应经过负载上的电信号，将感应到的感应信号发送给所述微网控制系统；

所述微网控制系统与所述储能逆变系统通过通信总线连接，所述微网控制系统将所述感应信号发送给所述储能逆变系统，以便所述储能逆变系统调整向所述负载输出的电量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述储能逆变系统包括：与所述微网控制系统通信连接的储能变流器；

所述储能变流器的直流输入端与所述光伏发电系统通过直流母线连接，所述储能变流器的交流输出端通过交流母线与所述负载连接；

所述光伏发电系统通过直流母线将直流电传送给储能变流器，所述储能变流器将直流电转化为交流电后，将交流电通过交流母线输送给负载。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述微网控制系统与所述储能变流器通过RS485通信总线连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述储能逆变系统还包括：电池管理系统和储能电池；

所述储能变流器与所述电池管理系统通信连接，所述电池管理系统与所述储能电池通信连接，所述储能变流器接收所述感应信号，根据所述感应信号控制电池管理系统调整储能电池的输出电量与市电电源功率之间的配比。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述储能变流器与所述电池管理系统通过RS485通信总线或者CAN通信总线连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述储能逆变系统还包括：交流断路器；

所述交流断路器的输入端与所述储能变流器的交流输出端连接，所述交流断路器的输出端与所述负载连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述并离网切换开关，包括：采样板、控制板、切换开关和通信板；

所述采样板的采样端与所述交流母线连接，所述采样板的输出端与所述控制板的信号输入端连接，所述采样板对所述交流母线上的电信号进行采样，将采样结果发送给所述控制板；

所述控制板的输出端与所述切换开关的控制端连接，所述控制板根据所述采样结果生成并离网切换指令，并通过所述并离网切换指令控制所述切换开关进行并离切换；

所述控制板的第二输出端与所述通信板连接，所述控制板将所述并离网切换指令发送给所述储能变流器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述微网控制系统还与所述电池管理系统通信连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例通过使所述光伏发电系统与所述储能逆变系统连接，所述光伏发电系统向所述储能逆变系统输送直流电；所述储能逆变系统与所述负载通过交流母线连接，所述储能逆变系统将所述直流电转换成交流电，通过所述交流母线将所述交流电输送给负载；所述并离网切换开关的第一连接端与所述交流母线连接，所述并离网切换开关的第二连接端与市电电源连接，所述并离网切换开关与所述储能逆变系统通信连接，实现利用并离网切换开关进行微电网系统并网和离网的灵活转换，提高能源利用效率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种光储充微电网的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种光储充微电网的另一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种储能变流器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种光储充微电网的另一种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种并离网切换开关的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，微电网智能化水平不高，对于并网和离网的运行不能实现自动灵活转换，能源利用水平较低。基于此，本实用新型实施例提供的一种光储充微电网，可以实现利用并离网切换开关进行微电网系统并网和离网的灵活转换，提高能源利用效率。

“光伏+储能+充电桩”将形成一个多元互补能源发电微电网系统，可以实现光伏自发自用，余电存储，结合储能峰谷套利，最大限度利用峰谷电价，达到经济效益最大化。此外，可有效平抑对配电网的负荷冲击，降低充电站配电线路成本，产生良好的社会经济效益。将光伏、储能系统应用在充电基础设施中，可以减少充电桩对电网的电力需求，降低电动汽车充电时对电网的负荷冲击，尽量减少充电站给电网带来的附加建设及改造，从而促进新能源汽车与电网的协调发展。储能系统还可以平抑分布式发电系统的输出功率波动，同时改善电动汽车充电接入时对电网电能质量的影响。

储能电站(系统)在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如：削峰填谷，改善电网运行曲线，通俗一点解释，储能电站就像一个储电银行，可以把用电低谷期富余的电储存起来，在用电高峰的时候再拿出来用，这样就减少了电能的浪费；此外储能电站还能减少线损，增加线路和设备使用寿命；优化系统电源布局，改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在：科学安全，建设周期短；绿色环保，促进环境友好；集约用地，减少资源消耗等方面。

系统主要包括功率回路和监控回路两部分。功率回路中，储能逆变器首先从电网吸收电能把蓄电池充满，然后进入待机状态。电网有电情况下，光伏组件通过逆变器向充电桩供电，多余电量可输送给电网或通过防逆流控制器限制发电。电网停电情况下，光伏并网系统、储能逆变系统、负载组成一个微电网。储能逆变器首先启动，建立母线电压和频率，随后并网逆变器投入，联合为充电桩供电。大电网的检测与系统工作状态的投切转换由智能配电柜完成。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种光储充微电网进行详细介绍，如图1所示，所述光储充微电网，包括：光伏发电系统11、储能逆变系统12、负载13和用于切换并离网状态的并离网切换开关14；

所述光伏发电系统11与所述储能逆变系统12连接，所述光伏发电系统11向所述储能逆变系统12输送直流电；本实用新型实施例中，光伏发电系统也可以为风能发电系统等。

所述储能逆变系统12与所述负载13通过交流母线连接，所述储能逆变系统12将所述直流电转换成交流电，通过所述交流母线将所述交流电输送给负载13；

所述并离网切换开关14的第一连接端与所述交流母线连接，所述并离网切换开关14的第二连接端与市电电源连接，所述并离网切换开关14与所述储能逆变系统12通信连接。

本实用新型实施例通过使所述光伏发电系统与所述储能逆变系统连接，所述光伏发电系统向所述储能逆变系统输送直流电；所述储能逆变系统与所述负载通过交流母线连接，所述储能逆变系统将所述直流电转换成交流电，通过所述交流母线将所述交流电输送给负载；所述并离网切换开关的第一连接端与所述交流母线连接，所述并离网切换开关的第二连接端与市电电源连接，所述并离网切换开关与所述储能逆变系统通信连接，实现利用并离网切换开关进行微电网系统并网和离网的灵活转换，提高能源利用效率。

在本实用新型的又一实施例中，如图2所示，所述光储充微电网还包括：微网控制系统15；

所述微网控制系统15与所述并离网切换开关14通信连接，所述微网控制系统15感应所述并离网切换开关14的并离网切换信号，根据所述所述并离网切换信号控制所述储能逆变系统12调整向所述负载13输出的电量。

在本实用新型的又一实施例中，如图2所示，所述光储充微电网还包括：通讯管理机16；

所述通讯管理机与所述微网控制系统通信连接，所述通讯管理机感应经过负载上的电信号，将感应到的感应信号发送给所述微网控制系统；

所述微网控制系统与所述储能逆变系统通过通信总线连接，所述微网控制系统将所述感应信号发送给所述储能逆变系统，以便所述储能逆变系统调整向所述负载输出的电量。

在本实用新型的又一实施例中，如图3和图4所示，所述储能逆变系统12包括：与所述微网控制系统通信连接的储能变流器12.1、电池管理系统12.2、储能电池12.3和交流断路器12.4；

所述储能变流器12.1的直流输入端与所述光伏发电系统通过直流母线连接，所述储能变流器12.1的交流输出端通过交流母线与所述负载连接；所述微网控制系统与所述储能变流器12.1通过RS485通信总线连接。

所述光伏发电系统11通过直流母线将直流电传送给储能变流器12.1，所述储能变流器12.1将直流电转化为交流电后，将交流电通过交流母线输送给负载。

所述储能变流器12.1与所述电池管理系统12.2通信连接，所述储能变流器12.1与所述电池管理系统12.2通过RS485通信总线连接；或者，所述储能变流器12.1与所述电池管理系统12.2通过CAN通信总线连接。

所述电池管理系统12.2与所述储能电池12.3通信连接，所述储能变流器12.1接收所述感应信号，根据所述感应信号控制电池管理系统12.2调整储能电池12.3的输出电量与市电电源功率之间的配比，保证电源和负载之间的最佳的经济运行状态。

所述交流断路器12.4的输入端与所述储能变流器12.1的交流输出端连接，所述交流断路器12.4的输出端与所述负载连接。

所述微网控制系统还与所述电池管理系统12.2通信连接。

在本实用新型的又一实施例中，如图5所示，所述并离网切换开关14，包括：采样板14.1、控制板14.2、切换开关14.3和通信板14.4；

所述采样板14.1的采样端与所述交流母线连接，所述采样板14.1的输出端与所述控制板14.2的信号输入端连接，所述采样板14.1对所述交流母线上的电信号进行采样，将采样结果发送给所述控制板14.2；

所述控制板14.2的输出端与所述切换开关14.3的控制端连接，所述控制板14.2根据所述采样结果生成并离网切换指令，并通过所述并离网切换指令控制所述切换开关14.3进行并离切换；

所述控制板14.2的第二输出端与所述通信板14.4连接，所述控制板14.2将所述并离网切换指令发送给所述储能变流器12。

并离网切换开关14能够自动完成并离网切换与并网同期功能。主要工作模式：

1)被动切换：

①典型切换：由采样板14.1对网侧信息进行实时采样，然后输送到控制板14.2，当出现网侧电压跌落时，控制切换开关14.3分断，同时下发并离网切换指令到PCS，整个过程为15ms以内。

②保供电切换：由采样板14.1对网侧信息进行实时采样，当出现网侧电压跌落时，控制板14.2确定波形异常，此时控制切换开关14.3分断，同时下发并离网切换指令到储能变流器12.1，整个过程为0～10ms以内。

2)主动切换：

监控下发离网指令，储能变流器12.1接收到指令后转为离网运行，同时并离网切换开关14断开切换开关14.3。此过程为无缝切换。

3)同期并网：

监控下发并网指令，并离网切换开关14接收到后开始检测电网电压，同时控制储能变流器12.1输出改变相位与幅值，直到与电网相匹配时，并网成功，此过程为无缝切换。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。