一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置的制作方法

本实用新型涉及光储充一体化装置技术领域，具体为一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置。

背景技术：

光储充一直是新能源界的热门组合，光伏、储能和充电站结合建设，打造一套智能微电网系统，利用电池储能系统吸收低谷电，并在高峰时期支撑快充负荷，同时以光伏发电系统进行补充，有效减少充电站高峰期的电网负荷，提高系统运行效率的同时，为电网提供辅助服务功能。而ems是光储充电站的“调度中心”，对系统内各个单元能量按最优的原则进行分配。可以实现设备监控、能量统计分析、能量管理、储能调度、事件告警报表管理等功能。

光储充一体化电站可以解决新能源汽车充电站配电容量不足的问题，它利用夜间低谷电价进行储能，在充电高峰期通过储能和市电一起为充电站供电，满足高峰期用电需求，既实现了削峰填谷，又节省了配电增容费用，增加新能源的消纳，弥补了太阳能发电不连续性的不足，是一种可持续发展的能源利用方式。

光储充一体化解决方案，将能够解决在有限的土地资源里配电网的问题,通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡,可根据需要与公共电网灵活互动且相对独立运行,尽可能的使用新能源,缓解了充电桩用电对电网的冲击；在能耗方面,直接使用储能电池给动力电池充电,提高了能源转换效率。在社会效益方面，光储充联合项目有助于建设、健全完善的柔性“迎峰度夏”响应体系，缓解电力供应紧张的局面，提升供电可靠性，同时提高需求方参与的主动性，提升整个电力市场的稳定水平和运行效率。

目前的家用光储充一体化装置功能还不够完善，有必要进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，包括太阳能电池板、dc/ac光伏逆变器、dc/ac储能逆变器，所述太阳能电池板与dc/ac光伏逆变器电性连接，所述dc/ac光伏逆变器与交流母线电性连接，所述交流母线分别电性连接梯次电池组、dc/ac储能逆变器，所述dc/ac储能逆变器与充电桩电性连接，还包括控制系统，所述控制系统分别连接dc/ac光伏逆变器、dc/ac储能逆变器、充电桩，所述交流母线还连接用户负载。

优选的，所述dc/ac光伏逆变器包括dc-dc变换器、dc-ac变换器和滤波器，所述dc-dc变换器、dc-ac变换器、滤波器和工频变压器依次连接，所述dc-dc变换器输入端连接太阳能电池板，所述工频变压器输出端连接电网。

优选的，所述dc-dc变换器包括二极管a、二极管b、二极管c和二极管d，所述二极管a正极输入端、电感a一端均连接电解电容a一端，所述二极管a负极分别连接电感b一端、二极管c负极，所述二极管c正极分别连接电容a另一端、二极管b正极，所述电感b另一端和二极管b负极分别连接二极管d正极和开关管一端，所述二极管d负极连接电解电容b一端，所述电解电容b另一端分别连接开关管另一端、电解电容a另一端。

优选的，所述dc/ac储能逆变器型号采用ts200,ts400,ts700,ts1000中的任意一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型工作原理简单，能够根据电价峰时谷时电价差来进行充电或放电，并结合控制中心所得的天气信息以及电价峰谷价差，达到电站电能利用最大化的效益。

(2)本实用新型采用的dc/ac光伏逆变器能够将光伏板的直流电转换为电网交流380v电压，具有转换增益高的优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型dc/ac光伏逆变器原理框图；

图3为本实用新型dc-dc变换器电路图；

图4为本实用新型控制策略图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，包括太阳能电池板1、dc/ac光伏逆变器2、dc/ac储能逆变器3，所述太阳能电池板1与dc/ac光伏逆变器2电性连接，所述dc/ac光伏逆变器2与交流母线4电性连接，所述交流母线4分别电性连接梯次电池组5、dc/ac储能逆变器3，所述dc/ac储能逆变器3与充电桩6电性连接，还包括控制系统7，所述控制系统7分别连接dc/ac光伏逆变器2、dc/ac储能逆变器3、充电桩6，所述交流母线4还连接用户负载14；其中，dc/ac储能逆变器3型号采用ts200,ts400,ts700,ts1000中的任意一种。

本实用新型中，dc/ac光伏逆变器2包括dc-dc变换器8、dc-ac变换器9和滤波器10；所述dc-dc变换器8、dc-ac变换器9、滤波器10和工频变压器11依次连接，所述dc-dc变换器8输入端连接太阳能电池板1，所述工频变压器11输出端连接电网12；dc-dc变换器8包括二极管a1a、二极管b2a、二极管c3a和二极管d4a，所述二极管a1a正极输入端、电感a1c一端均连接电解电容a1b一端，所述二极管a1a负极分别连接电感b2c一端、二极管c3a负极，所述二极管c3a正极分别连接电解电容a1b另一端、二极管b2a正极，所述电感b2c另一端和二极管b2a负极分别连接二极管d4a正极和开关管13一端，所述二极管d4a负极连接电解电容b2b一端，所述电解电容b2b另一端分别连接开关管13另一端、电解电容a1b另一端。本实用新型采用的dc/ac光伏逆变器能够将光伏板的直流电转换为电网交流380v电压，具有转换增益高的优点。

本实用新型的控制策略如图4所示，本实用新型策略仅限于正常运行状况下，当系统运行不正常时，会优先关闭不正常的回路，并进行报警，并且，控制策略在云端可以根据地区的不一致进行更改。

综上所述，本实用新型工作原理简单，能够根据电价峰时谷时电价差来进行充电或放电，并结合控制中心所得的天气信息以及电价峰谷价差，达到电站电能利用最大化的效益。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，包括太阳能电池板(1)、dc/ac光伏逆变器(2)、dc/ac储能逆变器(3)，其特征在于：所述太阳能电池板(1)与dc/ac光伏逆变器(2)电性连接，所述dc/ac光伏逆变器(2)与交流母线(4)电性连接，所述交流母线(4)分别电性连接梯次电池组(5)、dc/ac储能逆变器(3)，所述dc/ac储能逆变器(3)与充电桩(6)电性连接，还包括控制系统(7)，所述控制系统(7)分别连接dc/ac光伏逆变器(2)、dc/ac储能逆变器(3)、充电桩(6)，所述交流母线(4)还连接用户负载(14)。

2.根据权利要求1所述的一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，其特征在于：所述dc/ac光伏逆变器(2)包括dc-dc变换器(8)、dc-ac变换器(9)和滤波器(10)；所述dc-dc变换器(8)、dc-ac变换器(9)、滤波器(10)和工频变压器(11)依次连接，所述dc-dc变换器(8)输入端连接太阳能电池板(1)，所述工频变压器(11)输出端连接电网(12)。

3.根据权利要求1所述的一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，其特征在于：所述dc-dc变换器(8)包括二极管a(1a)、二极管b(2a)、二极管c(3a)和二极管d(4a)，所述二极管a(1a)正极输入端、电感a(1c)一端均连接电解电容a(1b)一端，所述二极管a(1a)负极分别连接电感b(2c)一端、二极管c(3a)负极，所述二极管c(3a)正极分别连接电解电容a(1b)另一端、二极管b(2a)正极，所述电感b(2c)另一端和二极管b(2a)负极分别连接二极管d(4a)正极和开关管(13)一端，所述二极管d(4a)负极连接电解电容b(2b)一端，所述电解电容b(2b)另一端分别连接开关管(13)另一端、电解电容a(1b)另一端。

4.根据权利要求1所述的一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，其特征在于：所述dc/ac储能逆变器(3)型号采用ts200,ts400,ts700,ts1000中的任意一种。

技术总结
本实用新型公开了一种基于梯次电池的家用光储充一体化装置，包括太阳能电池板、DC/AC光伏逆变器、DC/AC储能逆变器，太阳能电池板与DC/AC光伏逆变器电性连接，DC/AC光伏逆变器与交流母线电性连接，交流母线分别电性连接梯次电池组、DC/AC储能逆变器，DC/AC储能逆变器与充电桩电性连接，还包括控制系统，控制系统分别连接DC/AC光伏逆变器、DC/AC储能逆变器、充电桩，本实用新型工作原理简单，能够根据电价峰时谷时电价差来进行充电或放电，并结合控制中心所得的天气信息以及电价峰谷价差，达到家庭分布式电站电能利用最大化的效益。

技术研发人员：李兵;李红;马小彪;寇元涛;熊方来;卢强;陈昊嘉;陈先宇
受保护的技术使用者：长沙矿冶研究院有限责任公司
技术研发日：2020.02.17
技术公布日：2021.01.15