本發(fā)明屬于光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種調(diào)度系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前pv太陽能電池板容量一般為3kw~10kw,家庭用量安裝,在住戶家里安裝,通過逆變器將太陽能發(fā)出的直流電,變成交流電,從逆變器出來的發(fā)出的電供給負(fù)載使用。但由于不具備調(diào)度儲(chǔ)能部分,太陽能發(fā)出的電不能被有效、合理利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明就是針對(duì)上述問題,提供一種將太陽能發(fā)出的電有效、合理利用的調(diào)度系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案,本發(fā)明包括stc89c52mcu,mcu的40腳分別與第一電阻一端、第二電阻一端相連,第一電阻另一端與第一pc817芯片輸入端正極相連,第一pc817芯片輸入端負(fù)極與mcu的32腳相連,第一pc817芯片的輸出端集電極與pnp三極管q1的基極相連,三極管q1的發(fā)射極分別與繼電器k1的控制輸入端口一端、第一二極管陽極相連,第一二極管陰極分別與繼電器k1的控制輸入端口另一端、5v電源相連,三極管q1的集電極和第一pc817芯片的輸出端發(fā)射極接地。
第二電阻另一端與第二pc817芯片輸入端正極相連,第二pc817芯片輸入端負(fù)極與mcu的22腳相連,第二pc817芯片的輸出端集電極與pnp三極管q2的基極相連,三極管q2的發(fā)射極分別與繼電器k2的控制輸入端口一端、第二二極管陽極相連,第二二極管陰極分別與繼電器k2的控制輸入端口另一端、5v電源相連,三極管q2的集電極和第二pc817芯片的輸出端發(fā)射極接地。
作為一種優(yōu)選方案,本發(fā)明所述mcu的14、15腳分別與esp-07芯片u7的16、15腳對(duì)應(yīng)相連,u7的10腳通過第三電阻接地,u7的9腳接地,u7的3腳通過第四電阻接3.3v電源,u7的8腳接3.3v電源。
本發(fā)明有益效果。
本發(fā)明可應(yīng)用于圖1所示的智能光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)中。逆變器將太陽能發(fā)出的直流電,變成交流電,與電網(wǎng)連接,“即發(fā)即用,余電上網(wǎng)”,從逆變器出來的發(fā)出的電優(yōu)先供給負(fù)載使用,多余的電給送到電網(wǎng)里。通過鋰電池儲(chǔ)能電量,調(diào)度儲(chǔ)能,k1、k2受到調(diào)度儲(chǔ)能控制,如果用戶所在地區(qū)實(shí)現(xiàn)階梯電價(jià)的時(shí)候(峰谷平電價(jià)),晚上11點(diǎn)至凌晨5點(diǎn),電費(fèi)很便宜,谷電應(yīng)該不超過3毛錢,k2關(guān)閉,給蓄電池充電,充滿。到早上天亮之后,5點(diǎn)到8點(diǎn),大家都開始用電了,電價(jià)貴了,太陽能不是很足的時(shí)候,通過k1閉合,把鋰電池里的電通過并網(wǎng)逆變器送到電網(wǎng)里,這時(shí)候電價(jià)貴,可以多賣錢。
本發(fā)明為了保證蓄電池正常工作,電網(wǎng)和太陽能都給它充電。
在分布式光伏農(nóng)戶建設(shè)的基礎(chǔ)上,建設(shè)分布式農(nóng)戶儲(chǔ)能。每戶裝10kwh三元鋰電池儲(chǔ)能,相當(dāng)于13塊*200ah/3.6v串聯(lián)三元鋰電成本4元/ah,每戶投入1萬元,按照0.2元/kwh存入谷棄電10度電儲(chǔ)能成本2元,電網(wǎng)峰值儲(chǔ)能賣出去,0.83+0.42元=1.25元/度,每天收入:12.5元-2元=10元,一年儲(chǔ)能收入4320元,儲(chǔ)能投資回收期2.3年。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。
圖1是本發(fā)明智能光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)電路原理框圖。
圖2是本發(fā)明調(diào)度系統(tǒng)電路原理圖。
圖3是本發(fā)明鋰電池充放電控制器和鋰電池組部分電路原理框圖。
圖4是本發(fā)明鋰電池充放電控制器和鋰電池組部分電路原理圖。
圖5、6、7、8、9是圖4的各部分放大圖。
圖4中的a、b、c、d與圖3中的a、b、c、d相對(duì)應(yīng)。
具體實(shí)施方式
如圖所示,本發(fā)明可應(yīng)用于智能光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)中,該智能光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)可包括并網(wǎng)逆變器、ac/dc開關(guān)電源、鋰電池充放電控制器、鋰電池組、dc/ac逆變器、雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)、調(diào)度系統(tǒng)和光伏組件,并網(wǎng)逆變器的電能輸入端口分別與光伏組件的電能輸出端口、鋰電池組相連,鋰電池組的正極端通過正向二極管與并網(wǎng)逆變器的電能正極輸入端相連,鋰電池組的負(fù)極端通過繼電器k1常開開關(guān)與并網(wǎng)逆變器的電能負(fù)極輸入端相連。
并網(wǎng)逆變器的電能輸出端分別與電網(wǎng)、雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)的備用電能輸入端、ac/dc開關(guān)電源的電能輸入端相連,ac/dc開關(guān)電源的電能輸入端n端通過繼電器k1常開開關(guān)與并網(wǎng)逆變器的電能輸出端n端相連,ac/dc開關(guān)電源的電能輸入端l端與并網(wǎng)逆變器的電能輸出端l端相連;調(diào)度系統(tǒng)的控制輸出端口分別與繼電器k1的控制輸入端口和繼電器k2的控制輸入端口相連。
ac/dc開關(guān)電源的電能輸出端通過鋰電池充放電控制器與鋰電池組相連,鋰電池組與dc/ac逆變器的電能輸入端相連,dc/ac逆變器的電能輸出端與雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)的常用電能輸入端相連,雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)的負(fù)載接線端與家庭入戶總電閘相連。
所述并網(wǎng)逆變器采用hp10000-148型,ac/dc開關(guān)電源采用s-120-48型開關(guān)電源,dc/ac逆變器采用48-500型逆變器,雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)采用gcq2-63型自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)。
所述調(diào)度系統(tǒng)包括stc89c52mcu,mcu的40腳分別與第一電阻一端、第二電阻一端相連,第一電阻另一端與第一pc817芯片輸入端正極相連,第一pc817芯片輸入端負(fù)極與mcu的32腳相連,第一pc817芯片的輸出端集電極與pnp三極管q1的基極相連,三極管q1的發(fā)射極分別與所述繼電器k1的控制輸入端口一端、第一二極管陽極相連,第一二極管陰極分別與繼電器k1的控制輸入端口另一端、5v電源相連,三極管q1的集電極和第一pc817芯片的輸出端發(fā)射極接地。
第二電阻另一端與第二pc817芯片輸入端正極相連,第二pc817芯片輸入端負(fù)極與mcu的22腳相連,第二pc817芯片的輸出端集電極與pnp三極管q2的基極相連,三極管q2的發(fā)射極分別與所述繼電器k2的控制輸入端口一端、第二二極管陽極相連,第二二極管陰極分別與繼電器k2的控制輸入端口另一端、5v電源相連,三極管q2的集電極和第二pc817芯片的輸出端發(fā)射極接地。
所述mcu的14、15腳分別與esp-07芯片u7的16、15腳對(duì)應(yīng)相連,u7的10腳通過第三電阻接地,u7的9腳接地,u7的3腳通過第四電阻接3.3v電源,u7的8腳接3.3v電源。
可通過手機(jī)app控制本發(fā)明設(shè)備,設(shè)備在家中處于wifi互聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下操作,u7為wifi模塊,stc89c52mcu通過光耦pc817驅(qū)動(dòng)三極管q1(q2),來控制繼電器的開合k1(k2)。
所述鋰電池充放電控制器包括充電信號(hào)控制部分、信號(hào)取反部分、充電第一路、充電第二路、第一開關(guān)部分和第二開關(guān)部分,所述鋰電池組包括第一鋰電池部分和第二鋰電池部分,充電信號(hào)控制部分的控制信號(hào)輸出端口分別與充電第一路的控制信號(hào)輸入端口、信號(hào)取反部分的控制信號(hào)輸入端口相連,信號(hào)取反部分的控制信號(hào)輸出端口與充電第二路的控制信號(hào)輸入端口相連。
充電第一路的控制信號(hào)輸出端口與第一開關(guān)部分的控制信號(hào)輸入端口相連,第一開關(guān)部分的電能輸入端與ac/dc開關(guān)電源輸出正極端相連,第一開關(guān)部分的電能輸出端分別與第一鋰電池部分負(fù)極端、二極管d25陰極相連,二極管d25陽極接地,第一鋰電池部分陽極端分別與ac/dc開關(guān)電源輸出負(fù)極端、鋰電池組的正極端相連,鋰電池組的負(fù)極端接地。
充電第二路的控制信號(hào)輸出端口與第二開關(guān)部分的控制信號(hào)輸入端口相連,第二開關(guān)部分的電能輸入端與ac/dc開關(guān)電源輸出正極端相連,第二開關(guān)部分的電能輸出端分別與第二鋰電池部分負(fù)極端、二極管d26陰極相連,二極管d26陽極接地,第二鋰電池部分陽極端分別與ac/dc開關(guān)電源輸出負(fù)極端、鋰電池組的正極端相連。
所述充電信號(hào)控制部分包括stm32f103c8t6芯片u1,u1的10腳依次通過電阻r76、地址設(shè)置接插件p3接地,u1的13腳分別與電容c9一端、紅外接收接插件p2的1腳相連,電容c9另一端分別與地線、紅外接收接插件p2的2腳、電容c8一端相連,電容c8另一端分別與紅外接收接插件p2的3腳、3.3v電源相連;u1的14腳通過正向二極管d7接3.3v電源,u1的15腳通過正向二極管d6接3.3v電源,u1的16腳通過正向二極管d5接3.3v電源,u1的17腳通過正向二極管d4接3.3v電源。
u1的5腳分別與電容c12一端、晶振g1一端相連,晶振g1另一端分別與u1的6腳、電容c13一端相連,電容c13另一端通過電阻r11分別與電容c12另一端、地線、max812芯片d14的1腳相連,d14的4腳接3.3v電源,d14的2腳通過電阻r15接u1的7腳,u1的24腳分別與電感l(wèi)1一端、u1的36腳、u1的48腳、電感l(wèi)2一端、電容c14一端、電容c15一端、電容c17一端相連,電感l(wèi)1另一端接3.3v電源,電感l(wèi)2另一端分別與電容c16一端、電容c18一端、u1的9腳相連,電容c14另一端、電容c15另一端、電容c17另一端、電容c16另一端、電容c18另一端接地。
u1的18腳分別與二極管d24陰極、電阻r75一端、電容c33一端、電阻r74一端相連,二極管d24陽極、電阻r75另一端、電容c33另一端接地;電阻r74另一端分別與鋰電池組的正極端、二極管d3陽極相連,二極管d3陰極分別與電容c4正極、電容c5一端、ht7550-5芯片d1-1的3腳、ht7550-5芯片d1的3腳相連,電容c4負(fù)極、電容c5另一端接地,d1-1的1腳分別與d1的1腳、穩(wěn)壓二極管d10陰極、電阻r1一端、電容c7正極相連,穩(wěn)壓二極管d10陽極、電容c7負(fù)極接地,電阻r1另一端分別與d1的2腳、d1-1的2腳、雙向瞬變抑制二極管vp1一端、電容c6正極、電容c2一端、電源vcc、lm1117mpx-3.3芯片d2的3腳相連,雙向瞬變抑制二極管vp1另一端、電容c6負(fù)極、電容c2另一端、d2的1腳接地,d2的2腳分別與3.3v電源、電容c1正極、c3一端相連,電容c1負(fù)極、c3另一端接地。
所述信號(hào)取反部分包括npn三極管vt17,三極管vt17的基極通過電阻r17與u1的45腳相連,三極管vt17發(fā)射極接地,三極管vt17集電極通過電阻r21接電源vcc。
所述第一開關(guān)部分包括n溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管q2、q3、q5、q6,場(chǎng)效應(yīng)管q2的源極與漏極之間、場(chǎng)效應(yīng)管q3的源極與漏極之間、場(chǎng)效應(yīng)管q5的源極與漏極之間、場(chǎng)效應(yīng)管q6的源極與漏極之間均連接有正向齊納二極管。
充電第一路包括電阻r35,電阻r35一端與u1的45腳相連,電阻r35另一端與npn三極管vt5基極相連,三極管vt5發(fā)射極接地,三極管vt5集電極通過電阻r22分別與電阻r18一端、pnp三極管vt2基極相連,三極管vt2發(fā)射極分別與電阻r18另一端、電源vcc、電阻r19一端、npn三極管vt1集電極相連,三極管vt1基極分別與電阻r19另一端、npn三極管vt3集電極、pnp三極管vt4基極相連,三極管vt3基極通過電阻r34與u1的30腳相連,三極管vt3發(fā)射極分別與地線、三極管vt4集電極、電阻r36一端相連,三極管vt4發(fā)射極分別與三極管vt1發(fā)射極、電阻r36另一端、電阻r50一端、電阻r51一端相連,電阻r50另一端與場(chǎng)效應(yīng)管q3的柵極相連,電阻r51另一端與場(chǎng)效應(yīng)管q6的柵極相連,場(chǎng)效應(yīng)管q6的源極分別與場(chǎng)效應(yīng)管q3的源極、電阻r55一端相連,電阻r55另一端分別與二極管d20陽極、電阻r52一端、電容c28一端、第一鋰電池部分負(fù)極端相連;二極管d20陰極分別與電阻r52一端、c28一端、電阻r44一端、電阻r8一端相連,電阻r44另一端分別與電阻r42一端、二極管d21陽極相連,電阻r42另一端與第一鋰電池部分正極端相連。
電阻r8另一端分別與電容c10一端、電阻r12一端相連,電容c10另一端接地,電阻r12另一端分別與電阻r10一端、lm258ad芯片u2a的3腳相連,電阻r10另一端分別與電阻r2一端、電阻r3一端相連,電阻r3另一端接地,電阻r2另一端接電源vcc;u2a的2腳分別與電阻r9一端、電阻r13一端、電容c20一端相連,電阻r9另一端接地;電容c20另一端分別與電阻r13另一端、u2a的1腳、電阻r14一端相連,u2a的8腳分別與電源vcc、電容c25一端相連,電容c25另一端接地;電阻r14另一端分別與電阻r16一端、電容c23一端、u1的14腳相連,電阻r16另一端、電容c23另一端接地。
場(chǎng)效應(yīng)管q6的漏極分別與場(chǎng)效應(yīng)管q3的漏極、場(chǎng)效應(yīng)管q2的漏極、場(chǎng)效應(yīng)管q5的漏極相連,場(chǎng)效應(yīng)管q5的柵極通過電阻r48分別與電阻r47一端、電阻r49一端、npn三極管vt7發(fā)射極、pnp三極管vt11發(fā)射極相連,電阻r47另一端與場(chǎng)效應(yīng)管q2的柵極相連,電阻r49另一端分別與場(chǎng)效應(yīng)管q2的源極、場(chǎng)效應(yīng)管q5的源極、三極管vt11集電極、二極管d21陰極、npn三極管vt9發(fā)射極、電阻r54一端、二極管d17陽極、電容c26負(fù)極、雙向瞬變抑制二極管vp2一端、ac/dc開關(guān)電源輸出正極端相連,三極管vt11基極分別與三極管vt7基極、電阻r41一端、三極管vt9集電極相連,電阻r41另一端分別與三極管vt7集電極、二極管d17陰極、電容c26正極、電阻r37一端、電阻r43一端相連,電阻r43另一端分別與電阻r37另一端、二極管d16陰極相連,二極管d16陽極與雙向瞬變抑制二極管vp2另一端、第一鋰電池部分正極端相連;三極管vt9基極分別與電阻r54另一端、電阻r23一端相連,電阻r23另一端通過反向二極管d13與三極管vt2集電極相連。
所述第二開關(guān)部分包括n溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管q10、q12、q9、q11,場(chǎng)效應(yīng)管q10的源極與漏極之間、場(chǎng)效應(yīng)管q12的源極與漏極之間、場(chǎng)效應(yīng)管q9的源極與漏極之間、場(chǎng)效應(yīng)管q11的源極與漏極之間均連接有正向齊納二極管。
充電第二路包括電阻r25,電阻r25一端與三極管vt17集電極相連,電阻r25另一端與npn三極管vt18基極相連,三極管vt18發(fā)射極接地,三極管vt18集電極通過電阻r30分別與電阻r27一端、pnp三極管vt19基極相連,三極管vt19發(fā)射極分別與電阻r27另一端、電源vcc、電阻r63一端、npn三極管vt24集電極相連,三極管vt24基極分別與電阻r63另一端、npn三極管vt21集電極、pnp三極管vt25基極相連,三極管vt21基極通過電阻61與u1的30腳相連,三極管vt21發(fā)射極分別與地線、三極管vt25集電極、電阻r68一端相連,三極管vt25發(fā)射極分別與三極管vt24發(fā)射極、電阻r68另一端、電阻r69一端、電阻r70一端相連,電阻r69另一端與場(chǎng)效應(yīng)管q12的柵極相連,電阻r70另一端與場(chǎng)效應(yīng)管q11的柵極相連,場(chǎng)效應(yīng)管q11的源極分別與場(chǎng)效應(yīng)管q12的源極、電阻r71一端相連,電阻r71另一端與第二鋰電池部分負(fù)極端相連。
場(chǎng)效應(yīng)管q11的漏極分別與場(chǎng)效應(yīng)管q12的漏極、場(chǎng)效應(yīng)管q10的漏極、場(chǎng)效應(yīng)管q9的漏極相連,場(chǎng)效應(yīng)管q10的柵極通過電阻r66分別與電阻r65一端、電阻r67一端、npn三極管vt23發(fā)射極、pnp三極管vt22發(fā)射極相連,電阻r67另一端與場(chǎng)效應(yīng)管q9的柵極相連,電阻r65另一端分別與場(chǎng)效應(yīng)管q10的源極、場(chǎng)效應(yīng)管q9的源極、三極管vt22集電極、npn三極管vt20發(fā)射極、電阻r59一端、二極管d28陽極、電容c27負(fù)極、雙向瞬變抑制二極管vp3一端、ac/dc開關(guān)電源輸出正極端相連,三極管vt23基極分別與三極管vt22基極、電阻r62一端、三極管vt20集電極相連,電阻r62另一端分別與三極管vt23集電極、二極管d28陰極、電容c27正極、電阻r31一端、電阻r33一端相連,電阻r33另一端分別與電阻r31另一端、二極管d27陰極相連,二極管d27陽極與雙向瞬變抑制二極管vp3另一端、第一鋰電池部分正極端相連;三極管vt20基極分別與電阻r59另一端、電阻r45一端相連,電阻r45另一端通過反向二極管d15與三極管vt19集電極相連。
如圖4、5、7所示,pwm2信號(hào),兩組(充電第一路、充電第二路)是共同的,它控制的mos管電路(q3/q6,q11/q12)相當(dāng)于充電的總閘,只要它關(guān)閉的話,無論pwm1什么樣,都不能充電。
q2/q5與q9/q10的工作狀態(tài)相反,因?yàn)槭鞘芟辔幌喾吹膬蓚€(gè)信號(hào)控制。
pwm1就是主控制信號(hào),但因?yàn)槭前研铍姵胤殖蓛山M,在一個(gè)pwm信號(hào)下分別充電,所以,有一路的控制信號(hào)需要“三極管取反”。
太陽能電池板發(fā)出的電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器發(fā)送到國(guó)家電網(wǎng),因?yàn)橐雇淼挠秒娏可?,?guó)家電網(wǎng)有很多棄電,大多來自火電廠、風(fēng)能、核電站等等。所以在夜晚十一點(diǎn)之后,可通過手機(jī)app發(fā)送指令給本發(fā)明調(diào)度系統(tǒng)(系統(tǒng)本身與家庭的wifi相連接),讓其關(guān)閉k2,使這些本應(yīng)浪費(fèi)掉的電能通過ac/dc直流穩(wěn)壓開關(guān)電源和鋰電池充放電控制器儲(chǔ)存到鋰電池組中。
當(dāng)白天用電量高的時(shí)間段,比如9點(diǎn)—16點(diǎn),則通過手機(jī)app給調(diào)度系統(tǒng)發(fā)指令,閉合開關(guān)k1,讓鋰電池組也通過并網(wǎng)逆變器向國(guó)家電網(wǎng)供電,由于之前使用棄電的價(jià)格和發(fā)電的價(jià)格有差距,所以,用戶可以從中獲益。舉例來說,并網(wǎng)逆變器容量為8000w,如果鋰電池能發(fā)出4個(gè)小時(shí)的電,那么就是32度電。安裝此系統(tǒng)的家庭越多,收益就越明顯,因?yàn)榭梢越y(tǒng)一控制棄電的充放。
如果在白天用電高峰時(shí),家庭也用電,那么雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)則保持正常狀態(tài),即使用鋰電池組通過普通逆變器發(fā)出來的電能,在夜晚?xiàng)夒娸^多時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)會(huì)跳轉(zhuǎn),從常用零線火線跳轉(zhuǎn)到備用零線火線,實(shí)現(xiàn)無縫電力切換,供給家庭用電。
可以理解的是,以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述,僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換,以達(dá)到相同的技術(shù)效果;只要滿足使用需要,都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。