一种节能输配电设备的光伏配电系统的制作方法

本发明涉及发配电设备制造技术领域，尤其是涉及一种节能输配电设备的光伏配电系统。

背景技术：

目前，从降压配电变电站或者高压配电变电站的出口到负载端的系统称为配电系统，配电系统是由多种配电设备和配电设施组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。配电系统作为电力系统的最后一个环节直接面向终端用户，它的完善与否直接关系着广大用户的用电可靠性和用电质量，因而在电力系统中具有重要的地位。

现有的光伏配电系统采集太阳能，由光伏组件发出直流电，通过充放电控制器给蓄电池组充电，通过逆变器将蓄电池组的直流电逆变为交流电，将太阳能转换为可控电能系统，为负载供电，具有清洁、高效、减少常规能源消耗、对环境无污染、安装简便和一次性投资终生受益的优点。

但是，光伏配电系统在光照条件较好的情况下，能将太阳能转换为电能供负载使用；而在无光或弱光情况下，光伏配电系统的电能转换效率低，输出的电能难以满足负载端的需求。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在无光或弱光情况下，光伏配电系统的电能转换效率低，难以保证用户的用电量，使得光伏配电系统无法为负载提供稳定供电，影响用户的用电可靠性和用电质量。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种节能输配电设备的光伏配电系统，其能根据实际的用电需求为负载端匹配供电，使得光伏配电系统在无光或弱光的情况下也能提供稳定供电，保证用户的用电可靠性和用电质量，满足多样的电力容量需求、使用灵活。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种节能输配电设备的光伏配电系统，包括配送平台、光伏蓄电池组件和光伏组件，所述光伏蓄电池组件和所述光伏组件的输出端与所述配送平台电性连接，所述光伏组件和所述光伏蓄电池组件分别连接有光伏逆变器，所述光伏逆变器与所述配送平台电性连接，还包括安装在负载端的电量感应器，当电量感应器监测的信号值小于或等于预设值时，所述光伏组件经所述配送平台为负载供电；当电量感应器监测的信号值大于预设值时，所述光伏组件和所述光伏蓄电池组件经所述配送平台为负载供电。

通过采用上述技术方案，安装在负载端的电量感应器预测负载端的用电量；当负载端的用电属于小型用电时，用电量较少时，电量感应器监测的信号值小于或等于预设值，光伏组件经配送平台为负载供电即可满足用电需求；当负载端的用电属于中型用电时，用电量较多时，电量感应器监测的信号值大于预设值，光伏组件和光伏蓄电池经配送平台共同为负载供电，进而节能输配电设备的光伏配电系统能根据实际的用电需求为负载端匹配供电，使得光伏配电系统在电能转换效率低的情况下也能提供稳定供电，保证用户的用电可靠性和用电质量，满足多样的电力容量需求、使用灵活。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：供电时，根据负载的用电紧迫性设置优先级，用电紧迫性高的设置高优先级，用电紧迫性低的设置低优先级，所述配送平台按负载用电的紧迫性由高到低的顺序为负载供电。

通过采用上述技术方案，配送平台根据负载的用电紧迫性由高到低的顺序为负载供电，以为用电紧迫性高的负载第一时间配送电能，尽可能地保证用电紧迫性高的负载的供电充足。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：根据地区、季节、天气和昼夜变化监测所述光伏组件的供电能力情况并实时更新，当所述电量感应器监测的信号值超过极值时，所述配送平台上显示所述光伏组件供电不足的信息。

通过采用上述技术方案，光伏组件的供电能力情况实时更新，并在电量感应器监测的信号值超过极值时在配送平台显示，以起到提醒工作人员的作用，有利于及时采取措施保障光伏配电系统的供电能力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述配送平台接入市电，当负载端的用电量超过光伏组件的供电值时，所述电量感应器监测的信号值超过极值，市电经所述配送平台为负载供电。

通过采用上述技术方案，电量感应器监测的信号值超过极值时，即负载端的用电量超过光伏组件的供电值，光伏配电系统的供电能力无法满足负载端的需求，此时市电经配送平台为负载供电，以辅助光伏配电系统的供电。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：市电经所述配送平台为负载供电前，先判断市电是否处于最低电价时间内，当市电处于最低电价时，使市电为负载供电。

通过采用上述技术方案，市电在为负载供电前，先判断市电是否处于最低电价时间内，是的话再使市电为负载供电，无需借助光伏蓄电池组件和光伏组件，以减少光伏配电系统的运维成本。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当电量感应器监测的信号值超过极值时且所述市电处于非最低电价时间内，使市电、所述光伏组件和所述光伏蓄电池组件共同为负载供电。

通过采用上述技术方案，电量感应器监测的信号值超过极值时且市电处于非最低电价时间内，使市电、光伏组件和光伏蓄电池组件共同为负载供电，以使市电辅助光伏配电系统的供电，同时，减少市电的供电压力过大的情况发生。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括光伏控制器，所述光伏组件经所述光伏控制器与所述光伏蓄电池组件和所述配送平台电性连接，当电量感应器监测的信号值小于或等于预设值时，所述光伏组件通过光伏控制器将转换的部分电能储存在所述光伏蓄电池组件中。

通过采用上述技术方案，当电量感应器监测的信号值小于或等于预设值时，即负载端的用电量较少，光伏配电系统产生的电能有剩余，可以为光伏蓄电池组件充电，存储在光伏蓄电池组件内，作为储备电能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当所述光伏蓄电池组件的电量不足时，所述配送平台发出电信号，提醒工作人员对所述光伏蓄电池组件进行充电。

通过采用上述技术方案，当光伏蓄电池组件的电量不足时，配送平台感应到光伏蓄电池组件的情况并发出电信号，通知工作人员将光伏蓄电池组件进行再充电，以保证光伏蓄电池组件的电量充足。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.节能输配电设备的光伏配电系统能根据实际的用电需求为负载端匹配供电，使得光伏配电系统在电能转换效率低的情况下也能提供稳定供电，保证用户的用电可靠性和用电质量，满足多样的电力容量需求、使用灵活；

2.配送平台为用电紧迫性高的负载第一时间配送电能，尽可能地保证用电紧迫性高的负载的供电充足；

3.光伏组件的供电能力情况实时更新，并在电量感应器监测的信号值超过极值时在配送平台上显示，以起到提醒工作人员的作用，有利于及时采取措施保障光伏配电系统的供电能力；

4.当光伏配电系统的供电能力无法满足负载端的需求，使用市电为负载供电，以辅助光伏配电系统的供电；

5.在市电处于最低电价时间内且光伏配电系统的供电不足时，使市电为负载供电，无需借助光伏蓄电池组件和光伏组件，减少光伏配电系统的运维成本；

6.在市电处于非最低电价时间内且光伏配电系统的供电不足时，使市电、光伏组件和光伏蓄电池组件共同为负载供电，以使市电辅助光伏配电系统的供电，同时，减少市电的供电压力过大的情况发生；

7.光伏配电系统产生的电能有剩余时，为光伏蓄电池组件充电，以作为储备电能；

8.当光伏蓄电池组件的电量不足时，将光伏蓄电池组件进行人工充电，以保证光伏蓄电池组件的电量充足。

附图说明

图1是一种节能输配电设备的光伏配电系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种节能输配电设备的光伏配电系统，包括配送平台、光伏蓄电池组件和光伏组件，光伏蓄电池组件和光伏组件的输出端与配送平台电性连接，光伏组件和光伏蓄电池组件分别连接有光伏逆变器，光伏逆变器与配送平台电性连接。

光伏组件按照系统需求串联或并联形成光伏组件方阵，以在太阳光照射下将太阳能转化为电能输出，光伏组件是光伏系统的核心部件。

光伏蓄电池组件将太阳电池产生的电能储存起来，当光照不足、夜晚或负载需求较大时，将储存的电能释放，以满足负载的电能需求。目前常用的光伏蓄电池组件包括深放电阀控式密封铅酸蓄电池和深放电吸液式铅酸蓄电池。

光伏逆变器将光伏组件产生的直流电或者光伏蓄电池组件释放的直流电转化为负载需要的交流电并输出。

配送平台包括直流配电柜和交流配电柜，光伏蓄电池组件和光伏组件的输出端与直流配电柜电性连接，光伏逆变器的输出端经交流配电柜与变电所内的变压器低压端并联。

还包括光伏控制器，光伏组件经光伏控制器与光伏蓄电池组件和配送平台的输入端连接，光伏控制器对光伏蓄电池组件的充电条件和放电条件加以规定和控制，并按照负载端的电量需求控制光伏组件和光伏蓄电池组件对负载的电能输出，光伏控制器是整个光伏系统的核心控制部分。

还包括安装在负载端的电量感应器，使得配送平台根据用户的需求进行智能配送。本实施例中，电量感应器为akh-0.66电流互感器，以用于实时监测负载端的电流值。当电量感应器监测的信号值小于或等于预设值时，即负载端的用电上限较小，使光伏组件经配送平台为负载供电；当电量感应器监测的信号值大于预设值时，即负载端的用电上限较大，使光伏组件和光伏蓄电池组件经配送平台为负载供电。

本实施例中，负载端可以为一个，也可以为多个。负载端的用电类型包含小型用电和中型用电。

由于负载端的用电上限在电气设计时已经规划设定好，所以预设值的设置根据电气设计时负载端的用电上限进行估算，获取负载端在单位时间内的平均电流值，并通过人工经验和电量统计规律调整预设值的大小。故当电量感应器监测的信号值小于或等于预设值时，负载端的用电属于小型用电，通过光伏组件经配送平台为负载供电即可满足需求；当电量感应器监测的信号值大于预设值时，负载端的用电属于中型用电，通过光伏组件和光伏蓄电池组件经配送平台为负载供电，以满足负载端的供电需求。

根据地区、季节、天气和昼夜变化监测光伏组件的供电能力情况并实时更新，地区、季节、天气和昼夜变化影响光伏组件的电能转换效率，按经验规律预估光伏组件转换的电量，当电量感应器监测的信号值超过极值，即光伏组件的供电能力不足，此时配送平台上显示警示，对工作人员起到提醒作用，有利于及时采取措施保障光伏配电系统的供电能力。

配送平台接入市电，当负载端的用电量超过光伏组件的供电值时，电量感应器监测的信号值超过极值，先判断市电是否处于最低电价时间内。

当市电处于最低电价时间内时，使市电为负载供电，无需借助光伏蓄电池组件和光伏组件，以减少光伏配电系统的运维成本；当市电处于非最低电价时间内，使市电、光伏组件和光伏蓄电池组件经配送平台共同为负载供电，市电起到辅助光伏配电系统供电的作用，同时，减少市电的供电压力过大的情况发生。

极值的设置为根据光伏组件的发电量获取的单位时间的平均电流值。

根据负载的用电紧迫性设置优先级，用电紧迫性高的设置高优先级，用电紧迫性低的设置低优先级，尽可能地保证用电紧迫性高的负载端的供电充足。本实施例中，一个负载端包括多个用户端，各个用户端均对应有用电紧迫性级别，配送平台按用户端用电的紧迫性由高到低的顺序为负载供电。电梯电源、应急灯电源、消防用电为高优先级电源，空调、通风、采暖为低优先级电源。

当电量感应器监测的信号值小于或等于预设值时，即光伏配电系统的供电能力充足，使光伏组件通过光伏控制器将转换的部分电能储存在光伏蓄电池组件中。

当光伏蓄电池组件的电量不足时，配送平台发出电信号，提醒工作人员对光伏蓄电池组件进行充电。

本实施例的实施原理为：电量感应器实时监测负载端的电流值。

当电量感应器监测的信号值小于或等于预设值时，光伏配电系统产生的电能充足，使光伏组件的多余电能通过光伏控制器储存在光伏蓄电池组件中，将太阳能存储起来。

同时，光伏组件经配送平台为负载供电，满足负载端的小型用电需求。

当电量感应器监测的信号值大于预设值时，负载端的用电量较多，光伏组件和光伏蓄电池经配送平台共同为负载供电，满足负载端的中型用电需求。

配送平台根据负载中各个用户的用电紧迫性由高到低的顺序为负载供电，以尽可能地保证用电紧迫性高的用户端的供电充足。

根据地区、季节、天气和昼夜变化监测光伏组件的供电能力情况并实时更新，当负载端的用电量超过光伏组件的供电值时，电量感应器监测的信号值超过极值，即光伏组件的供电能力不足，此时配送平台上显示警示，同时，判断市电是否处于最低电价时间内。

当市电处于最低电价时间内，使市电经配送平台为负载端供电；当市电处于非最低电价时间内，使市电、光伏组件和光伏蓄电池组件经配送平台共同为负载供电。

当光伏蓄电池组件的电量不足时，配送平台发出电信号，提醒工作人员对光伏蓄电池组件进行充电，使得光伏蓄电池组件处于满电状态。

当用户端需要使用交流电时，光伏逆变器将光伏组件产生的直流电或者光伏蓄电池组件释放的直流电转化为负载端需要的交流电并输出。

进而节能输配电设备的光伏配电系统能根据实际的用电需求为负载端匹配供电，使得光伏配电系统在电能转换效率低的情况下也能提供稳定供电，保证用户的用电可靠性和用电质量，满足多样的电力容量需求、使用灵活。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。