一種分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，包括：光伏電池組件方陣和控制裝置；其中，所述光伏電池組件方陣包含若干個并聯(lián)的光伏電池子方陣；所述控制裝置包含：若干個直流防雷匯流柜，與每個所述直流防雷匯流柜輸出端相連接的光伏控制器，用于儲存電能的蓄電池組，與所述光伏控制器輸出端連接的光伏逆變器，以及與所述光伏逆變器輸出端連接的交流配電計量柜；每個所述光伏電池子方陣與每個所述直流防雷匯流柜之間均由直流電纜連接，所述交流配電計量柜與外部負載或公共電網(wǎng)之間由交流電纜連接。該分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)便于在較偏遠或地質(zhì)條件較差的地域就近設(shè)置，以減少電力傳輸距離，從而降低線路損耗，提高電能傳輸效率。
【專利說明】一種分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)，具體是涉及一種分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]化石能源(石油、天然氣、煤炭等)是目前全球消耗的最主要能源，但隨著人類的不斷開采，化石能源的儲量不斷減少，并且，大部分化石能源在本世紀將被開采殆盡。另外，由于化石能源的使用過程中會新增大量溫室氣體C02，同時可能產(chǎn)能一些有污染的煙氣，威脅全球生態(tài)環(huán)境。因而，開發(fā)更清潔的可再生能源(水電、風電、太陽能、生物能、潮汐能等)是今后能源開采利用的發(fā)展方向。
[0003]太陽能是一種利用太陽光輻射能量的可再生能源，分布式光伏發(fā)電特指采用光伏組件，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。它是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式。
[0004]基于上述分布式光伏發(fā)電的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)是一種由負載和微電源及儲能單元共同組成的有機系統(tǒng)。分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)主要通過電力電子技術(shù)實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換及控制。相對于電力系統(tǒng)(主電網(wǎng))，分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)是系統(tǒng)中的一個可控單元，它可以在短時間內(nèi)作出響應以滿足外部主電網(wǎng)的需要；而對于用戶，分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)可以滿足本地負載的特定電能質(zhì)量要求，并可提高供電可靠性、降低線損等。
[0005]分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)有兩種基本的運行方式，即并網(wǎng)運行和獨立運行。在分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)與主電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，負載可以從分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)或者公共電網(wǎng)得到電力供應。當日照充沛，光伏發(fā)電電力足夠時盡可能使用光伏發(fā)電，此時電網(wǎng)為輔；當日照弱時就以使用主電網(wǎng)為主。當主電網(wǎng)發(fā)生各種故障、擾動或電能質(zhì)量不滿足負載要求時，分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)將快速與主電網(wǎng)斷開并且平滑過渡到獨立運行，由分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)自身向負載獨立供電以確保負載不受影響。
[0006]由于目前常見的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)一般都設(shè)置在戶外，對于如海島、荒漠、草原、高山等較偏遠及地質(zhì)條件較差的地域，分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)限于環(huán)境約束，使得光伏發(fā)電站和負載的相距相對較遠，這就需要延長傳輸電纜，但是，增加傳輸電纜會帶來較大的線路損耗，電能傳輸效率低，因此難以滿足負載的用電需求。
實用新型內(nèi)容
[0007]為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)。
[0008]為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0009]一種分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，具有這樣的特征，包括:光伏電池組件方陣，用于將接收的太陽能轉(zhuǎn)換為電能并以直流電方式輸出；和控制裝置，將光伏電池組件方陣輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后輸送至外部負載或公共電網(wǎng)；其中，光伏電池組件方陣包含若干個并聯(lián)的光伏電池子方陣；控制裝置包含:若干個與光伏電池子方陣相一一對應的直流防雷匯流柜，與每個直流防雷匯流柜輸出端相連接的光伏控制器，與光伏控制器相連接用于儲存電能的蓄電池組，與光伏控制器輸出端連接的光伏逆變器，以及與光伏逆變器輸出端連接的交流配電計量柜；每個光伏電池子方陣與每個直流防雷匯流柜之間均由直流電纜連接，交流配電計量柜與外部負載或公共電網(wǎng)之間由交流電纜連接。
[0010]進一步地，在本實用新型提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征，控制裝置還包括:與光伏控制器連接的通訊及環(huán)境控制柜，檢測控制裝置內(nèi)、外部環(huán)境參數(shù)的環(huán)境監(jiān)測單元，以及調(diào)節(jié)控制裝置內(nèi)部溫度的溫度調(diào)節(jié)單元。
[0011]進一步地，在本實用新型提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征，環(huán)境監(jiān)測單元集成有:環(huán)境檢測儀，攝像頭，以及智能光電感煙探測器。
[0012]進一步地，在本實用新型提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征，溫度調(diào)節(jié)單元包含:若干個加熱板和若干個散熱風機。
[0013]進一步地，在本實用新型提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征，直流防雷匯流柜集成有:直流熔斷器，直流斷路器，運行狀態(tài)實時監(jiān)測模塊，以及防雷模塊。
[0014]本實用新型在上述基礎(chǔ)上具有的積極效果是:
[0015]本實用新型提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)具有一體化結(jié)構(gòu)，采用直流電纜就近連接光伏電池組件方陣和控制裝置，并且，由交流電纜將控制裝置就近連接到負載或公共電網(wǎng)，便于在較偏遠或地質(zhì)條件較差的地域就近設(shè)置，以減少電力傳輸距離，從而降低線路損耗，提高電能傳輸效率，滿足負載的用電需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的實施例中分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本實用新型提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)作具體闡述。
[0018]如圖1所示，本實施例提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)包括光伏電池組件方陣I和控制裝置2，光伏電池組件方陣I用于將接收的太陽能轉(zhuǎn)換為電能并以直流電方式輸出。控制裝置2用于將光伏電池組件方陣I輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后輸送至外部負載或公共電網(wǎng)。
[0019]光伏電池組件方陣I包含若干個并聯(lián)的光伏電池子方陣11，并且，每個光伏電池子方陣11均由若干個光伏電池面板串聯(lián)組成。
[0020]控制裝置2包含:若干個直流防雷匯流柜21，光伏控制器22，蓄電池組25，光伏逆變器23，交流配電計量柜24，通訊及環(huán)境控制柜26，環(huán)境監(jiān)測單元27，以及溫度調(diào)節(jié)單元28。
[0021]每個直流防雷匯流柜21分別與每個光伏電池子方陣相一一對應，具體的，每個光伏電池子方陣與每個直流防雷匯流柜21之間均由直流電纜連接。并且，若干個直流防雷匯流柜21的輸出端采用并聯(lián)的方式連接到光伏控制器22的輸入端。
[0022]用于儲存電能的蓄電池組25與光伏控制器22相連接，蓄電池組25儲存有經(jīng)直流防雷匯流柜21匯集的直流電能，在光照不足或無光照的狀態(tài)下由蓄電池組25為負載提供或補充電能。
[0023]光伏控制器22的輸出端連接光伏逆變器23，光伏逆變器23是一種由半導體器件組成的電力調(diào)整裝置，用于將由光伏控制器22輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。本實施例中的光伏逆變器23由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。具體的，升壓回路把光伏控制器22輸出的直流電壓升壓到光伏逆變器23輸出控制所需的直流電壓；再由逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓高效地轉(zhuǎn)換成負載常用頻率的交流電壓。
[0024]交流配電計量柜24與光伏逆變器23輸出端連接，并且，交流配電計量柜24的輸出端與外部負載或公共電網(wǎng)之間由交流電纜連接。交流配電計量柜24將光伏逆變器23輸出的交流電輸送至外部負載或電網(wǎng)，并實現(xiàn)交流電能的動力、計量，以及各電氣設(shè)備的電能轉(zhuǎn)換、分配及控制。
[0025]通訊及環(huán)境控制柜26與光伏控制器22相連接，并由光伏控制器22提供工作電源。并且，通訊及環(huán)境控制的信號輸入端分別連接光伏控制器22的信號輸出端、光伏逆變器23的信號輸出端、交流配電計量柜24的信號輸出端、以及環(huán)境監(jiān)測單元27的信號輸出端。通訊及環(huán)境控制將采集直流防雷匯流柜21、光伏控制器22、光伏逆變器23、交流配電計量柜24、環(huán)境監(jiān)測單元27等電氣設(shè)備的電氣參數(shù)及數(shù)據(jù)，實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的統(tǒng)一運行監(jiān)控，數(shù)據(jù)的集中管理，并通過遠程通訊系統(tǒng)實現(xiàn)后臺集中監(jiān)控。同時，通訊及環(huán)境控制柜26按照收集的數(shù)據(jù)自動控制溫度調(diào)節(jié)單元28的運行。
[0026]環(huán)境監(jiān)測單元27用于檢測控制裝置2內(nèi)、外部環(huán)境，具體的，在本實施例中，環(huán)境監(jiān)測單元27集成有:實時采集控制裝置2所處環(huán)境的日照強度、風速、風向、以及溫濕度信息的環(huán)境檢測儀，對控制裝置2內(nèi)的電氣設(shè)備進行視頻監(jiān)視的攝像頭，以及設(shè)置在控制裝置2頂部內(nèi)側(cè)的智能光電感煙探測器，通過攝像頭和智能光電感煙探測器的結(jié)合，可實現(xiàn)火災自動報警功能。
[0027]并且，本實施例中的環(huán)境監(jiān)測單元27的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息可傳輸至通訊及環(huán)境控制柜26，從而可將監(jiān)測數(shù)據(jù)信息經(jīng)通訊及環(huán)境控制柜26傳送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)集中控制。
[0028]為了能夠適應高寒或高溫的惡劣氣候環(huán)境，使得分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠正常運作，本實施例提供的一體化控制裝置2還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)控制裝置2內(nèi)部溫度的溫度調(diào)節(jié)單元28，具體的，溫度調(diào)節(jié)單元28包含:若干個在低溫狀態(tài)下對控制裝置2內(nèi)進行加熱升溫的加熱板，和若干個在高溫狀態(tài)下對對控制裝置2內(nèi)進行排風降溫的散熱風機。
[0029]在本實施例中，直流防雷匯流柜21內(nèi)集成有:防止短路或過電流的直流熔斷器，正常狀態(tài)下用于控制光伏電池組件與光伏控制器22之間通斷的直流斷路器，監(jiān)測模塊用于對運行狀態(tài)進行實時檢測，以及防止因雷擊或過電壓導致光伏電池組件損壞的防雷模塊。
[0030]本實施例提供的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)具有一體化結(jié)構(gòu)，采用直流電纜就近連接光伏電池組件方陣和控制裝置，并且，由交流電纜將控制裝置就近連接到負載或公共電網(wǎng)，便于在較偏遠或地質(zhì)條件較差的地域就近設(shè)置，以減少電力傳輸距離，從而降低線路損耗，提高電能傳輸效率，滿足負載的用電需求。另外，通過在控制裝置上設(shè)置環(huán)境監(jiān)測單元和溫度調(diào)節(jié)單元，使得控制裝置在較惡劣的自然環(huán)境狀態(tài)下也能夠正常工作。
[0031]當然本實用新型所涉及的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)并不僅僅限定于本實施例中的結(jié)構(gòu)，任何對本實用新型進行的等同修改和替代也都在本實用新型的范疇內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 光伏電池組件方陣，用于將接收的太陽能轉(zhuǎn)換為電能并以直流電方式輸出；和 控制裝置，將所述光伏電池組件方陣輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后輸送至外部負載或公共電網(wǎng)； 其中，所述光伏電池組件方陣包含若干個并聯(lián)的光伏電池子方陣； 所述控制裝置包含:若干個與所述光伏電池子方陣相一一對應的直流防雷匯流柜，與每個所述直流防雷匯流柜輸出端相連接的光伏控制器，與所述光伏控制器相連接用于儲存電能的蓄電池組，與所述光伏控制器輸出端連接的光伏逆變器，以及與所述光伏逆變器輸出端連接的交流配電計量柜； 每個所述光伏電池子方陣與每個所述直流防雷匯流柜之間均由直流電纜連接，所述交流配電計量柜與外部負載或公共電網(wǎng)之間由交流電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于: 所述控制裝置還包括:與所述光伏控制器連接的通訊及環(huán)境控制柜，檢測所述控制裝置內(nèi)、外部環(huán)境的環(huán)境監(jiān)測單元，以及調(diào)節(jié)所述控制裝置內(nèi)部溫度的溫度調(diào)節(jié)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于: 所述環(huán)境監(jiān)測單元集成有:環(huán)境檢測儀，攝像頭，以及智能光電感煙探測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于: 所述溫度調(diào)節(jié)單元包含:若干個加熱板和若干個散熱風機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于: 所述直流防雷匯流柜集成有:直流熔斷器，直流斷路器，運行狀態(tài)實時監(jiān)測模塊，以及防雷t吳塊。
【文檔編號】H02J3/38GK204243785SQ201420815350
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】張衛(wèi)平, 張珍珠 申請人:湖北追日電氣股份有限公司