包括光伏组件的直流供电系统的制作方法

本申请涉及电气领域，具体而言，涉及一种包括光伏组件的直流供电系统。

背景技术：

目前，在使用光伏组件作为电力供应的场景中，常规的供电模式为交流供电。光伏组件发出的直流电，需要先逆变为交流电，再供用电设备使用，此过程会造成大量的电能损耗。

而且，交流供电的电能质量较差，主要体现在频率偏差、电压偏差以及电压暂降等方面，电能质量较差对用电设备以及使用者都会造成很大的影响，比如，电能质量较差会导致用电设备的使用寿命变短，电能质量较差会对造成计算机数据丢失等问题，给使用者带来不便。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种包括光伏组件的直流供电系统，以解决现有技术中的交流供电模式的包括光伏组件的供电系统导致的电能损耗的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种包括光伏组件的直流供电系统，该直流供电系统包括：光伏组件，包括至少一个光伏板；直流母线，与上述光伏组件电连接；储能单元，与上述直流母线电连接；第一直流保护单元，电连接在上述储能单元和上述直流母线之间；多个负载，分别与上述直流母线电连接。

进一步地，上述直流供电系统还包括：升压器，与上述光伏组件电连接，用于对上述光伏组件发出的直流电进行升压；降压器，设置在上述直流母线上，上述降压器用于将上述直流母线上的直流电压进行降压，以与至少部分上述负载的供电电压相同。

进一步地，上述直流供电系统还包括：第二直流保护单元，电连接在上述升压器和上述直流母线之间。

进一步地，多个上述负载中的部分为第一负载，另一部分为第二负载，上述第一负载的供电电压与上述升压器升压后的直流电的电压相同，上述第二负载的供电电压与上述降压器降压后的直流电的电压相同。

进一步地，上述第一负载的供电电压为600V，上述第二负载的供电电压为220V。

进一步地，上述第一负载和上述直流母线之间电连接有第三直流保护单元。

进一步地，上述第二负载和上述直流母线之间电连接有主动式保护单元，上述主动式保护单元用于对上述第二负载进行直流保护。

进一步地，多个上述第一负载中包括空调，多个上述第二负载中包括电脑、电视和冰箱。

进一步地，上述第一直流保护单元和上述储能单元之间还电连接有监测单元，上述监测单元用于监测上述储能单元的状态。

进一步地，上述光伏组件为铜铟镓硒光伏组件。

应用本申请的技术方案，上述的包括光伏组件的直流供电系统中，光伏组件发出的直流电通过直流母线直接供给负载，而不是先将其发出的直流电变为交流电，该发电系统避免了直流电转化为交流电导致的电能损失；并且，该包括光伏组件的直流供电系统中，在上述储能单元和上述直流母线之间电连接有第一直流保护单元，该第一直流保护单元对储能单元所在的支路进行保护，具体包括电流保护、电压保护、接地漏电流保护以及过负荷热保护等功能。且上述的储能系统用来平衡光伏发电和负荷波动，即当天气等因素光伏无法发电时，或者负载的个数变化时，储能系统能够保证该光伏供电系统的供电更加稳定。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的包括光伏组件的直流供电系统的实施例的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光伏组件； 20、升压器； 30、第二直流保护单元； 40、直流母线； 50、降压器； 60、监测单元； 70、第一直流保护单元； 80、第三直流保护单元； 90、第一负载； 100、主动式保护单元； 110、第二负载； 120、储能单元。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的包括光伏组件的供电系统中采用交流供电模式供电，导致电能的损耗等问题，为了解决如上的问题，本申请提出了一种包括光伏组件的直流供电系统。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种包括光伏组件的直流供电系统，如图1所示，该发电系统包括：光伏组件10、直流母线40、储能单元120、第一直流保护单元70和多个负载，其中，光伏组件10包括至少一个光伏板；直流母线40与上述光伏组件10电连接；储能单元120与上述直流母线40电连接；第一直流保护单元70电连接在上述储能单元120和上述直流母线40之间，上述第一直流保护单元70对上述储能单元120所在的支路进行直流保护；多个负载分别与上述直流母线40电连接。该发电系统中不包括将光伏组件发出的直流电逆变为交流电的逆变器。

上述的直流供电系统中，光伏组件产生的直流电通过直流母线可以直接供给负载，当光伏组件产生的电量大于负载所需要的总电量时，将多出的电量输送至储能单元中存储，当光伏组件产生的电量小于负载所需要的总电量时，储能单元和光伏单元同时为负载供电。

上述的直流供电系统中，光伏组件发出的直流电通过直流母线直接供给负载，而不是先将其发出的直流电变为交流电，该发电系统避免了直流电转化为交流电导致的电能损失；并且，该包括光伏组件的直流供电系统中，在上述储能单元和上述直流母线之间电连接有第一直流保护单元，该第一直流保护单元对储能单元所在的支路进行保护，具体包括电流保护、电压保护、接地漏电流保护以及过负荷热保护等功能。且上述的储能系统用来平衡光伏发电和负荷波动，即当天气等因素光伏无法发电时，或者负载的个数变化时，储能系统能够保证该光伏供电系统的供电更加稳定。

上述的包括光伏组件的直流供电系统中，采用直流供电使得用电设备节能效果得到最大发挥；重要供电负荷提供储能供电，保障供电安全、稳定性。同时，将先进能源管理控制策略与科学用电负荷管理相结合，通常情况下微电网负荷由光伏组件发电供给，发电超出负荷部分可以传输到储能单元中存储，也可以提供给其它建筑的负荷使用，从而显著减少储能变换和逆变变换的能量损耗。

上述的包括光伏组件的直流供电系统不需要逆变，不需要同步，灵活方便，在输送容量、可控性及提高供电质量、减小线路损耗、隔离交直流故障以及可再生能源灵活、便捷接入等方面具有比交流供电更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本、协调大电网与分布式电源之间的矛盾，充分发挥分布式能源的价值和效益。

本申请的另一种实施例中，上述包括光伏组件的直流供电系统与市电线路连接，市电通过一个整流器与上述包括光伏组件的直流供电系统的直流母线电连接。

本申请中的一种具体的实施例中，上述直流母线电压采用高压输送，减少线路损耗，提高供电效率。

本申请的一种实施例中，如图1所示，上述直流供电系统还包括升压器20和降压器50，升压器20与上述光伏组件10电连接，用于对上述光伏组件10发出的直流电进行升压；降压器50设置在上述直流母线40上，上述降压器50用于将上述直流母线40上的直流电压进行降压，以与至少部分上述负载的供电电压相同。升压器将光伏组件发电的电压升高，以满足负载供电的需求，降压器将直流母线上的电压降低，以满足部分供电电压较小的负载。

上述的升压器20和降压器50电压等级多样化，具体可以根据负载用电电压标准设定。

为了对升压器所在的支路进行直流保护，本申请的一种实例中，如图1所示，上述直流供电系统还包括第二直流保护单元30，第二直流保护单元30电连接在上述升压器20和上述直流母线40之间。

本申请的另一种实施例中，如图1所示，多个上述负载中的部分为第一负载90，另一部分为第二负载110，上述第一负载90的供电电压与上述升压器20升压后的直流电的电压相同，上述第二负载110的供电电压与上述降压器50降压后的直流电的电压相同。

一种具体的实施例中，上述第一负载90的供电电压为600V，上述第二负载110的供电电压为220V。

多个上述第一负载90中包括空调，多个上述第二负载110中包括电脑、电视和冰箱。当然，本申请的第一负载和第二负载并不限于上述的集中，第二负载还可以是其他的电器，比如空气净化器、电磁炉、LED灯、摄像头、饮水机或烧水壶等等。

并且，本申请中的升压器升压后的电压并不限于600V，经过降压器降压后的电压也不限于上述的220V，本领域技术人员可以根据实际的需要先将电压升压至合适的电压，然后再降压至合适的电压。

本申请的再一种实施例中，如图1所示，上述第一负载90和上述直流母线40之间电连接有第三直流保护单元80，上述第三直流保护单元80用于对上述第一负载90所在的支路进行直流保护。

为了对第二负载进行直流保护，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述第二负载110和上述直流母线40之间电连接有主动式保护单元100，上述主动式保护单元100用于对上述第二负载110进行直流保护，主动式保护单元保障使用者用电安全，提供μs级短路保护。且该主动式保护单元实时在线监测直流母线运行状态，预判主动报警或切除。

为了维护储能单元，且提高储能单元的可靠性，本申请的一种实施例中，如图1所示，上述第一直流保护单元70和上述储能单元120之间还电连接有监测单元60，上述监测单元60用于监测上述储能单元120的状态，使储能系统一直工作在最优状态。

本申请中的光伏组件可以是现有技术中的任何光伏组件，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的光伏组件来为负载供电，本申请的一种实施例中，上述光伏组件为铜铟镓硒组件，该光伏组件具有光电转换效率较高以及适合于建筑光伏领域等优势。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的包括光伏组件的直流供电系统中，光伏组件发出的直流电通过直流母线直接供给负载，而不是先将其发出的直流电变为交流电，该发电系统避免了直流电转化为交流电导致的电能损失；并且，该包括光伏组件的直流供电系统中，在上述储能单元和上述直流母线之间电连接有第一直流保护单元，该第一直流保护单元对储能单元所在的支路进行保护，具体包括电流保护、电压保护、接地漏电流保护以及过负荷热保护等功能。且上述的储能系统用来平衡光伏发电和负荷波动，即当天气等因素光伏无法发电时，或者负载的个数变化时，储能系统能够保证该光伏供电系统的供电更加稳定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。