一种多元化供电的储能发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力储能系统技术领域，特别是涉及一种多元化供电的储能发电系统。


背景技术：

2.随着清洁能源理念的大力推广，绿色能源在整个能源系统的运用得到大幅度提升。目前，由于医院、学校和机房等用电场景对电力的稳定需求在不断上升，一种光伏
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锂电池的储能供电组合逐渐走上舞台，特别是在停电的状态下通过释放储能系统的电力，在一定程度上满足了灵活的用电需求，然而如果储能电池电量消耗殆尽，这就需要一种备用手段，以便在停电的状态下满足稳定的用电需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种多元化供电的储能发电系统，使其能对现有的光伏
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锂电池的储能供电组合进行有益的补充，满足对用电需求的稳定要求，并能根据负载需求配置发电量，做到环境友好，在经济性和环境保护方面体现了协调性。
4.本实用新型提供的一种多元化供电的储能发电系统，包括光伏发电模块、锂电池储能模块、与负载相连的智能逆变器，所述光伏发电模块的能量输出端分别与锂电池储能模块和智能逆变器的能量输入端相连，所述锂电池储能模块的能量输出端与智能逆变器的能量输入端相连，所述锂电池储能模块的信号端与智能逆变器的信号端相连，还包括氢燃料电池模块，所述氢燃料电池模块的能量输出端分别与锂电池储能模块和智能逆变器的能量输入端相连，所述智能逆变器的控制端与氢燃料电池模块的信号端相连。
5.在上述技术方案中，所述氢燃料电池模块包括氢气罐、与氢气罐相连的氢气泵、通过氢气管道与氢气罐相连的燃料电池、与燃料电池相连的dc
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dc稳压系统、吸入氧气的空气泵以及冷却循环泵，所述智能逆变器的信号端与dc
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dc稳压系统中的控制单元信号端相连，所述智能逆变器的能量输入端与dc
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dc稳压系统的能量输出端相连，所述dc
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dc稳压系统的控制单元控制端分别与燃料电池、氢气泵、空气泵和冷却循环泵的信号端相连。
6.在上述技术方案中，所述dc
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dc稳压系统的控制单元设有检测燃料电池阳极和阴极压力和温度的信号采集端。
7.在上述技术方案中，所述锂电池储能模块包括锂电池模组单元、信号采集端与锂电池模组单元两端相连的电池管理系统bms，所述电池管理系统bms的信号端与智能逆变器的信号端相连，所述氢燃料电池模块的燃料电池能量输出端与锂电池模组单元的能量输入端相连。
8.在上述技术方案中，还包括数据监控平台，所述数据监控平台的信号端分别与智能逆变器和电池管理系统bms的信号端相连。
9.在上述技术方案中，所述智能逆变器的信号端与dc
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dc稳压系统中的控制单元信
号端通过rs485通讯接口相连，所述电池管理系统bms的信号端与智能逆变器的信号端通过rs485通讯接口相连，所述数据监控平台的信号端分别通过rs485通讯接口与智能逆变器和电池管理系统bms的信号端相连。
10.在上述技术方案中，还包括接入锂电池模组单元电路的智能电表、通风系统、消防系统和照明系统，所述智能电表、通风系统、消防系统和照明系统的信号端分别与电池管理系统bms的信号端相连，所述电池管理系统bms的控制端分别与通风系统、消防系统和照明系统的信号端相连。
11.在上述技术方案中，所述智能逆变器设有与电网相连的能量接口。
12.本实用新型多元化供电的储能发电系统，具有以下有益效果：
13.光伏+锂电池+氢燃料电池储能发电可扩展系统为用户提供了可选择方案，在电网断电而锂电池储能模块电力不足的情况下，氢燃料电池模块的发电能起到很好的补充，所述氢燃料电池系模块还可根据负载需求来配置发电量。
14.根据需要的发电量来配置相应的氢气量，灵活可变，占地小，发电安静无污染，属于环境友好型技术。
附图说明
15.图1为本实用新型多元化供电的储能发电系统的整体结构示意图；
16.图2为本实用新型多元化供电的储能发电系统中氢燃料电池模块的结构示意图；
17.图3为本实用新型多元化供电的储能发电系统中锂电池储能模块的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。
19.参见图1，本实用新型多元化供电的储能发电系统，包括光伏发电模块、锂电池储能模块、与负载相连的智能逆变器，所述光伏发电模块的能量输出端分别与锂电池储能模块和智能逆变器的能量输入端相连，所述锂电池储能模块的能量输出端与智能逆变器的能量输入端相连，所述锂电池储能模块的信号端与智能逆变器的信号端相连，还包括氢燃料电池模块，所述氢燃料电池模块的能量输出端分别与锂电池储能模块和智能逆变器的能量输入端相连，所述智能逆变器的控制端与氢燃料电池模块的信号端相连。所述智能逆变器设有与电网相连的能量接口。
20.参见图2，所述氢燃料电池模块包括氢气罐、与氢气罐相连的氢气泵、通过氢气管道与氢气罐相连的燃料电池、与燃料电池相连的dc
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dc稳压系统、吸入氧气的空气泵以及冷却循环泵，所述智能逆变器的信号端与dc
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dc稳压系统中的控制单元信号端相连，所述智能逆变器的能量输入端与dc
‑
dc稳压系统的能量输出端相连，所述dc
‑
dc稳压系统的控制单元控制端分别与燃料电池、氢气泵、空气泵和冷却循环泵的信号端相连。
21.所述dc
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dc稳压系统的控制单元设有检测燃料电池阳极和阴极压力和温度的信号采集端。
22.参见图3，所述锂电池储能模块包括锂电池模组单元、信号采集端与锂电池模组单元两端相连的电池管理系统bms，所述电池管理系统bms的信号端与智能逆变器的信号端相
连，所述氢燃料电池模块的燃料电池能量输出端与锂电池模组单元的能量输入端相连。
23.参见图1，本实用新型多元化供电的储能发电系统还包括数据监控平台，所述数据监控平台的信号端分别与智能逆变器和电池管理系统bms的信号端相连。
24.所述智能逆变器的信号端与dc
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dc稳压系统中的控制单元信号端通过rs485通讯接口相连，所述电池管理系统bms的信号端与智能逆变器的信号端通过rs485通讯接口相连，所述数据监控平台的信号端分别通过rs485通讯接口与智能逆变器和电池管理系统bms的信号端相连。
25.参见图3，本实用新型多元化供电的储能发电系统还包括接入锂电池模组单元电路的智能电表、通风系统、消防系统和照明系统，所述智能电表、通风系统、消防系统和照明系统的信号端分别与电池管理系统bms的信号端相连，所述电池管理系统bms的控制端分别与通风系统、消防系统和照明系统的信号端相连。
26.本实用新型的原理及功能如下：
27.所述光伏发电模块包括光伏电池板、光伏连接器和光伏固定框架等组件组成；所述锂电池储能模块是柜式设计，由电池模组单元、电池管理系统bms组成，以上部分均装在一个机柜中。所述氢燃料电池模块由氢气罐、氢气输送管道、燃料电池、dc
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dc稳压系统、吸入氧气的空气泵和冷却循环泵组成；最后经由智能逆变器整体控制输出至负载；
28.本实用新型在特殊电力需求领域，譬如医院
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学校
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机房等领域有着稳定的需求。
29.系统白天由光伏电池板板发电系统输出电力给锂电池模组单元充电，电池管理系统bms会实时监控锂电池模组单元的充电电压、电流、温度和充电百分比等参数。当锂电池模组单元的电量充满后，所述智能逆变器的控制器会将光伏发电切换输出到电网端，将光伏板发电电力供给电网，从而形成收益。
30.当电网出现异常断电情况，所述锂电池储能模块开始无缝对接供电，当锂电池模组单元电力低于60％时，所述智能逆变器会将异常信号通过rs485通讯接口传给氢燃料电池模块，所述氢燃料电池模块开始工作，所述氢燃料电池模块的氢气供应系统开始给燃料电池供应氢气，检测氢气压力值，所述空气泵启动开始供应空气，所述氢燃料电池模块检测燃料电池阳极和阴极的压力温度，冷却循环泵开始启动，此时燃料电池系统开始发电，功率以4a/秒上升，直到发电功率达到50kw/h，所述dc
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dc稳压系统输出稳定的直流电压输送到智能逆变器同时与锂电池模组单元端相并联，与锂电池储能模块并联给负载供电，实现多种能源并联供电系统；
31.当电网恢复供电，本实用新型多元化供电的储能发电系统会关闭锂电池储能模块和氢燃料电池模块的供电，光伏电池板开始给锂电池模组单元充电，形成能源闭环控制。
32.所述数据监控平台是远程操作系统，通过rs485通讯接口与智能逆变器和电池管理系统bms进行实时通讯，监控光伏电池板充电电压和功率、锂电池模组单元充放电功率电压电流温度、氢燃料电池模块的氢气消耗量和温度、空气进出口压力和温度、冷却水进出口温度压力、输出电流电压功率等参数，如有异常迅速反馈给终端处理，提高反应效率。
33.本实用新型的工作过程如下：
34.本实用新型可以称为一种光伏
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锂电池
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氢燃料电池储能发电系统，由光伏发电模块、锂电池储能模块、氢燃料电池模块、智能逆变器和数据监控平台组成，并与外界电网相连。
35.本实用新型中的光伏发电模块、锂电池储能模块、氢燃料电池模块、智能逆变器都可根据实际的客户需求进行设计定制开发。光伏发电模块安装在楼顶焊接好的框架上，连接好串联线束，将输出直流线束连接至智能逆变器，所述智能逆变器会实时监控光伏发电模块输入的电压和电流；将内置有锂电池储能模块的机柜放置储能机房内，所述机柜包含锂电池模组单元、电池管理系统bms；当锂电池电压低于设定值时，所述光伏发电模块开始给锂电池模组单元充电，所述锂电池储能模块会检测充电电压、电流、温度，以保证所述锂电池储能模块能正常充电，当锂电池模组单元充电完成后，光伏发电直接输送至电网，从而创造效益。
36.所述氢燃料电池模块固定在锂电池储能模块机柜系统旁边，所述氢气罐放置在燃料电池旁；形成锂电池储能
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氢燃料电池并联供电；所述智能逆变器固定在旁边的墙体上，保证正常稳定工作；
37.如果电网输入电力停止，所述锂电池储能模块开始正常输送电力，当锂电池电量低于60％，所述氢燃料电池模块开始启动，所述氢气管道开始正常供应气体，所述燃料电池开始发电，通过dc
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dc稳压系统输出电力，并与锂电池储能模块并联相连，同时为负载供应电力，并实时监控氢燃料电池模块的氢气压力、氢消耗量和发电功率；如果需要可以及时为氢燃料电池模块补充氢气继续发电，本实用新型多元化供电的储能发电系统系统会监测电压、电流和温度，以保证本实用新型正常稳定运行；
38.机房配备基础的智能电表、通风系统、消防系统和照明系统等，进一步保证本实用新型的运行安全。
39.现实案例：
40.传统太阳能光伏板加储能系统结合工作时当储能电池电量消耗完就无法继续供电，而光伏+锂电池储能+氢燃料电池系统作储能系统，在电网停电时如果没有锂电池模组单元电力输出，氢燃料会立即启动发电，继续为负载供电。
41.譬如：某医院建立了50kw光伏系统+100kw/h锂电池储能系统做，当电网发生断电情况，储能系统开始工作，如果负载耗电45kw/h，锂电池储能2小时就消耗完；
42.在此基础上，该医院又试运营了一条50kw光伏+100kw/h锂电池储能+50kw/h氢燃料电池系统，当电网发生断电情况，锂电池模组单元开始放电，当电量低于60％，燃料电池发电，氢燃料电池系统可扩展(2
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10小时氢气发电系统)医院如果搭配的是5h的氢燃料电池电池模块，那么加上锂电池储能模块就可以为医院持续提供7小时的电力续航；
43.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
44.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。