一种具备V2G功能的户用光储充放一体机系统的制作方法

本发明涉及电力电子，具体为一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统。

背景技术：

1、依靠逆变器将太阳能这一可再生能源转化为电能，用于家庭电力设备应用，剩余电能可存储于电池内部，助力优化家庭能源管理。对于“电能存储”而言，可在电网断电或不稳定的情况下保证家庭正常用电，提升用电安全性、稳定性及可靠性，给家庭一个不间断的电力守护，对于上述户用光储解决方案主要有两方面优点：从用户角度而言，降低了每个月电费开销，同时还可以消减停电所导致对正常生活的影响；从电网角度而言，可以缓解高峰时段的用电紧张，减少碳排放。

2、但目前户用光储在实际应用过程中还存在以下问题：

3、1、光照不足且在用电高峰时，用户所消耗的电能大部分来源于储能电池，小部分来源于光伏；当储能电池内的能量消耗完，光伏所产生的电能不足以满足用户用电需求时，剩余的电力消耗还需从电网中获取，如此时正是电价高峰期，则会产生较高的电费；

4、2、无光照且电网故障时，用户所消耗的电能完全依赖于储能电池。当储能电池能量消耗完，电网故障，用户所有的用电设备将无法使用，处于完全停电状态；

5、3、光照充足且在用电低谷时，太阳能通过逆变器给用户供电，用户用电需求较小，剩余电量给储能电池充电。当储能电池完全充满，且地方不允许余电上网时，不得不选择将多余的太阳能弃掉。

6、针对上述存在的问题，本发明提出了一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，可以解决上述主要问题，本发明将光伏、储能及充放电融于一体，储能与充放电采用双向dc/dc设计，实现了光伏、储能及充放电等各子单元相互协同联动配合，可提高光伏发电利用率，有效的解决上述问题1、问题2、和问题3中当光照不足时，从电网获取电能产生高额电费；电网故障，电能不足导致用户停电；太阳能发电利用率低等方面的问题。

技术实现思路

1、本发明提供如下技术方案：一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，包括动态扩容、协同联动和高度融合：所述动态扩容为在原有户用光储一体机的技术基础之上，增加一组双向dc/dc ，利用电动汽车电池存储作为系统的应急电源，实现动态扩容，确保用户供电稳定性与可靠性，所述协同联动为通过功率模组内的mcu控制器，实现光伏子单元、储能电池子单元及电动汽车电池子单元的数据、信息交互，依托mcu的智能化控制策略，全方位的快速应对不同应急场景，所述高度融合为将功率模组、1#双向dc/dc单元、2#双向dc/dc单元、储能电池融于一体化设计， 集光伏发电、电池储能、电动汽车充放电功能于一体，大大缩减了安装空间。

2、通过采用上述技术方案，增加了一组双向dc/dc 用于电动汽车的接入，系统电能资源短缺时，可以利用电动汽车电池作为系统的应急电源，实现动态增容，依托mcu智能化控制策略，引入光伏、储能及充放电控制单元，实现多维度、全方面智能化控制联动，集光伏发电、电池储能、电动汽车充放电功能于一体，大大缩减了安装空间，提升产品功率密度。

3、优选的，所述电动汽车端口与1#双向dc/dc的输出端口连接，储能电池端与2#双向dc/dc的输出端口连接，光伏组件与pv输入端口连接，由此构成一套户用光储充放一体化系统。

4、通过采用上述技术方案，通过上述均采用双向连接，便于实现动态增容。

5、优选的，所述该系统内的mcu对下，如光伏、储能电池及充放电等部分子单元建立数据采集及通讯，实时了解各个子单元的数据状态信息，根据不同的突发情况进行调控，实现光伏、储能电池及充放电部分的协同联动，系统内的mcu对上，采用wifi/5g或以太网的形式，将系统状态信息、各个子单元的数据信息上传至手机app或web端，用户可实时了解。

6、通过采用上述技术方案，通过便于实时了解各个子单元的数据状态信息，从而根据不同的突发情况进行调控，实现光伏、储能电池及充放电部分的协同联动，便于实际使用。

7、优选的，所述储能电池上端为2#双向dc/dc，其输入端与功率模组连接，输出端与储能电池连接，2#双向dc/dc的上端为1#双向dc/dc，其输入端与功率模组连接，输出端与电动汽车充电端口连接，最上端为功率模组，内部包含ac/dc变换单元以及与光伏连接的单向dc/dc变换单元。

8、通过采用上述技术方案，便于储能电池、功率模组、电动汽车充电端和光伏等之间的电能传输。

9、优选的，所述该系统采用堆叠式设计，最底部为储能电池。

10、通过采用上述技术方案，符合实际运行需求，便于使用。

11、优选的，所述该系统采用将光伏、储能、充放电融于一体，可有效提高用户的用电可靠性及光伏利用率，当户用光照不足，且用电高峰时刻，此时主要依靠储能电池通过2#双向dc/dc放电，当储能电池能量消耗完毕时，可将电动汽车通过1#双向dc/dc单元接入至系统，由电动汽车的电池能量给户用电气设备提供电能，用电低谷期时，可通过1#双向dc/dc与2#双向dc/dc分别为电动汽车及储能电池充电，当光照不足且电网出现故障的时候，可优先储能电池或电动汽车电池给户用电气设备提供电能，亦或储能电池与电动汽车电池同时给用户提供电能，当光照充足且处于用电低谷时，光伏发电剩余电量除了给储能电池充电，还可为电动汽车充电，提高光伏发电利用率。

12、通过采用上述技术方案，将光伏、储能、充放电融于一体，构成一套户用光储充放一体化系统，大大缩减了安装空间，其次，系统采用智能化控制策略，将光伏、储能电池及充放电等部分子单元建立数据采集及通讯，实时了解各个子单元的数据状态信息，根据不同的突发情况进行调控，实现光伏、储能电池及充放电部分的协同联动，最后，集成双向dc/dc充放电功能，利用电动汽车电池存储作为系统的应急电源，实现了动态扩容。

13、有益效果

14、与现有技术相比，本发明提供了一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，具备以下有益效果：

15、本发明将光伏、储能、充放电融于一体，构成一套户用光储充放一体化系统，大大缩减了安装空间，其次，系统采用智能化控制策略，将光伏、储能电池及充放电等部分子单元建立数据采集及通讯，实时了解各个子单元的数据状态信息，根据不同的突发情况进行调控，实现光伏、储能电池及充放电部分的协同联动，最后，集成双向dc/dc充放电功能，利用电动汽车电池存储作为系统的应急电源，实现了动态扩容。

技术特征：

1.一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，包括动态扩容、协同联动和高度融合，其特征在于：所述动态扩容为在原有户用光储一体机的技术基础之上，增加一组双向dc/dc ，利用电动汽车电池存储作为系统的应急电源，实现动态扩容，确保用户供电稳定性与可靠性，所述协同联动为通过功率模组内的mcu控制器，实现光伏子单元、储能电池子单元及电动汽车电池子单元的数据、信息交互，依托mcu的智能化控制策略，全方位的快速应对不同应急场景，所述高度融合为将功率模组、1#双向dc/dc单元、2#双向dc/dc单元、储能电池融于一体化设计， 集光伏发电、电池储能、电动汽车充放电功能于一体，大大缩减了安装空间。

2.根据权利要求1所述的一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，其特征在于：所述电动汽车端口与1#双向dc/dc的输出端口连接，储能电池端与2#双向dc/dc的输出端口连接，光伏组件与pv输入端口连接，由此构成一套户用光储充放一体化系统。

3.根据权利要求1所述的一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，其特征在于：所述该系统内的mcu对下，如光伏、储能电池及充放电等部分子单元建立数据采集及通讯，实时了解各个子单元的数据状态信息，根据不同的突发情况进行调控，实现光伏、储能电池及充放电部分的协同联动，系统内的mcu对上，采用wifi/5g或以太网的形式，将系统状态信息、各个子单元的数据信息上传至手机app或web端，用户可实时了解。

4.根据权利要求1所述的一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，其特征在于：所述储能电池上端为2#双向dc/dc，其输入端与功率模组连接，输出端与储能电池连接，2#双向dc/dc的上端为1#双向dc/dc，其输入端与功率模组连接，输出端与电动汽车充电端口连接，最上端为功率模组，内部包含ac/dc变换单元以及与光伏连接的单向dc/dc变换单元。

5.根据权利要求4所述的一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，其特征在于：所述该系统采用堆叠式设计，最底部为储能电池。

6.根据权利要求1所述的一种具备v2g功能的户用光储充放一体机系统，其特征在于：所述该系统采用将光伏、储能、充放电融于一体，当户用光照不足，且用电高峰时刻，此时主要依靠储能电池通过2#双向dc/dc放电，当储能电池能量消耗完毕时，可将电动汽车通过1#双向dc/dc单元接入至系统，由电动汽车的电池能量给户用电气设备提供电能，用电低谷期时，可通过1#双向dc/dc与2#双向dc/dc分别为电动汽车及储能电池充电，当光照不足且电网出现故障的时候，可优先储能电池或电动汽车电池给户用电气设备提供电能，亦或储能电池与电动汽车电池同时给用户提供电能，当光照充足且处于用电低谷时，光伏发电剩余电量除了给储能电池充电，还可为电动汽车充电。

技术总结
本发明涉及电力电子技术领域，且公开了一种具备V2G功能的户用光储充放一体机系统，包括动态扩容、协同联动和高度融合，所述动态扩容为在原有户用光储一体机的技术基础之上，增加一组双向DC/DC，实现动态扩容，本发明将光伏、储能、充放电融于一体，构成一套户用光储充放一体化系统，大大缩减了安装空间，其次，系统采用智能化控制策略，将光伏、储能电池及充放电等部分子单元建立数据采集及通讯，实时了解各个子单元的数据状态信息，根据不同的突发情况进行调控，实现光伏、储能电池及充放电部分的协同联动，最后，集成双向DC/DC充放电功能，利用电动汽车电池存储作为系统的应急电源，实现了动态扩容。

技术研发人员：于浩然,高鹏,李杰,张建兴,陈世锋,吕海超,孟跃伟,牛晓琳,周魏
受保护的技术使用者：苏州云能魔方能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27