基于電池梯次利用及智能終端通訊的光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于電池梯次利用及智能終端通訊的光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家能源局頒發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》，針對(duì)制約當(dāng)前分布式光伏發(fā)電市場的諸多因素進(jìn)行全面政策調(diào)整，大力推進(jìn)光伏發(fā)電多元化發(fā)展，加快擴(kuò)大光伏發(fā)電市場規(guī)模。家用光伏系統(tǒng)已納入分布式光伏發(fā)電規(guī)模管理，執(zhí)行當(dāng)?shù)毓夥娬緲?biāo)桿上網(wǎng)電價(jià);在上網(wǎng)模式方面，允許選擇“自發(fā)自用”或“全額上網(wǎng)”兩種模式，在“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”用電負(fù)荷顯著減少時(shí)，允許變更為“全額上網(wǎng)”，有效降低了用戶用電成本，提高清潔能源利用，達(dá)到了低碳減排。
[0003]另外，隨著國內(nèi)電動(dòng)汽車不斷推廣，作為動(dòng)力來源的蓄電池(以鋰離子電池為主)得到越來越廣泛的應(yīng)用。按照標(biāo)準(zhǔn)要求，作為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池當(dāng)SOC衰減至80 % ± 5%即被淘汰，從而造成了較大的資源浪費(fèi)，并且增加了動(dòng)力電池回壓力。迄今為止，針對(duì)動(dòng)力鋰電池回收再利用因技術(shù)難度大、回收成本高、可再利用率少及標(biāo)準(zhǔn)缺乏等原因一直是國際性難題。
[0004]目前，利用電池梯次利用與智能終端通訊技術(shù)的光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)的開發(fā)研究較少，為了適應(yīng)市場的需要及新技術(shù)前瞻應(yīng)用，通過對(duì)光伏發(fā)電、動(dòng)力電池梯次利用及智能終端通訊技術(shù)結(jié)合，在能效管理監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理發(fā)明一套光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)，一方提高清潔能源利用，達(dá)到節(jié)能減排，降低用戶用電成本;另一方面提高了動(dòng)力電池等資源利用率，降低電動(dòng)汽車用戶使用成本，減緩動(dòng)力電池回收周期與回收壓力。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)是:
[0006]1、無法解決電動(dòng)汽車等廢舊電池梯次利用問題，存在廢舊動(dòng)力電池回收成本高、回收難等壓力；
[0007]2、沒有通過智能終端無線通信技術(shù)(包括手機(jī)、平板電腦等)，沒有實(shí)現(xiàn)用戶實(shí)時(shí)、隨地查看并掌握動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)及用電負(fù)荷等相關(guān)信息，并進(jìn)行實(shí)施控制，沒有達(dá)到用戶與發(fā)電系統(tǒng)間實(shí)時(shí)互動(dòng)、安全可控；
[0008]3、沒有通過光伏發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶清潔能源的利用，達(dá)到節(jié)能減排，減低用戶用電成本；
[0009]4、沒有通過智能后臺(tái)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶針對(duì)不用用電時(shí)段、運(yùn)行模式等自主設(shè)置市電與光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)用電方式，無法提高用戶用電的靈活性；
[0010]5、沒有利用快速切換裝置，無法實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)與市電間平穩(wěn)、快速切換，保證負(fù)荷正常運(yùn)行，達(dá)到負(fù)荷用電不間斷；
[0011]6、沒有利用儲(chǔ)能系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電峰值功率平抑，充分保障供電電能質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了基于電池梯次利用及智能終端通訊的光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)，目的在于:提高清潔能源利用率，節(jié)能減排，降低用戶用電成本;解決電動(dòng)汽車等廢舊電池梯次利用問題，從而緩解廢舊動(dòng)力電池回收成本高、回收難等壓力;實(shí)現(xiàn)用戶用電自主性、靈活性;通過配套儲(chǔ)能系統(tǒng)，提高用戶負(fù)荷供電電能質(zhì)量;動(dòng)力電池梯次利用，避免資源浪費(fèi)。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0014]基于電池梯次利用及智能終端通訊的光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、逆變器、快速切換裝置、能效監(jiān)控管理裝置、智能終端通訊裝置及市電，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)通過第一接觸器分別與儲(chǔ)能系統(tǒng)及逆變器相連，逆變器通過快速切換裝置給用戶供電，儲(chǔ)能系統(tǒng)與能效監(jiān)控管理裝置通訊，能效監(jiān)控管理裝置與智能終端通訊裝置通信，快速切換裝置還與市電相連;通過能效管理監(jiān)控裝置監(jiān)控光伏系統(tǒng)的發(fā)電量或儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC是否滿足用電負(fù)荷功率需求確定選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)供電或者是市電供電或者是儲(chǔ)能系統(tǒng)供電或者是兩種供電方式的結(jié)合。
[0015]當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏發(fā)電大于用電負(fù)荷需求功率時(shí)，光伏發(fā)電通過光伏控制器及逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)換為用戶負(fù)荷供電，多余的電量通過儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)存；
[0016]光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電不足且無法滿足用戶負(fù)荷用電功率需求時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行放電;儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠針對(duì)光伏發(fā)電峰值功率進(jìn)行平抑；
[0017]光伏發(fā)電系統(tǒng)停止發(fā)電時(shí)，此時(shí)由儲(chǔ)能系統(tǒng)為用戶負(fù)荷供電，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)電能無法滿足用電負(fù)荷要求或儲(chǔ)能達(dá)到放電截止電壓時(shí)，通過能效管理監(jiān)控裝置針對(duì)快速切換裝置進(jìn)行控制管理，使快速切換單元在一個(gè)周波內(nèi)切換至市電，為用戶負(fù)荷供電，充分保證用戶負(fù)荷正常不間斷用電。
[0018]儲(chǔ)能系統(tǒng)針對(duì)光伏發(fā)電峰值功率平抑的實(shí)現(xiàn)，具體為:通過能效管理監(jiān)控裝置預(yù)設(shè)功率閥值上限和下限為基準(zhǔn)，當(dāng)光伏發(fā)電峰值功率超過預(yù)設(shè)功率閥值上限時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行能量吸納，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電尖峰功率消減；當(dāng)光伏發(fā)電峰值功率低于預(yù)設(shè)功率閥值下限時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行能量釋放，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電低谷功率平填，達(dá)到削峰填谷、平抑峰值功率的功能，最終確保光伏發(fā)電功率值保持在預(yù)設(shè)功率閥值上限和下限正常范圍內(nèi)，提高光伏發(fā)電電能質(zhì)量，保障整套系統(tǒng)供電運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。
[0019]通過能效管理監(jiān)控裝置的人機(jī)界面，可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行模式設(shè)置或選擇，包括并網(wǎng)優(yōu)先模式、離網(wǎng)優(yōu)先模式及針對(duì)不同時(shí)段用電設(shè)置的分時(shí)段節(jié)能模式，以滿足用戶不同用電模式需求及分時(shí)段用電需求；
[0020]分時(shí)段節(jié)能模式:系統(tǒng)處于節(jié)能模式時(shí)，系統(tǒng)分時(shí)段進(jìn)行充電、放電，并且時(shí)段可以自由設(shè)置，實(shí)現(xiàn)波峰用波谷儲(chǔ)，白天用電高峰時(shí)，以光伏發(fā)電為主，晚上用電高峰時(shí)，以儲(chǔ)能供電為主；白天用電低谷時(shí)，除了為負(fù)荷供電，多余發(fā)電量進(jìn)行存儲(chǔ)，晚上用電低谷時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)通過市電進(jìn)行存儲(chǔ)電能；
[0021]并網(wǎng)優(yōu)先模式:并網(wǎng)優(yōu)先模式下，采用市電，光伏發(fā)電系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)通過逆變器共同向電網(wǎng)回饋電能，此時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于平滑光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電，并起到市電后備的功能；
[0022]離網(wǎng)優(yōu)先模式:離網(wǎng)優(yōu)先模式下，采用光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)供電不足時(shí)，通過能效監(jiān)控管理裝置監(jiān)測功率需求并控制快速切換裝置切換至市電。
[0023]所述快速切換裝置與市電之間還依次設(shè)置有交流電能表及防雷及保險(xiǎn)模塊。
[0024]所述儲(chǔ)能系統(tǒng)及逆變器之間的線路上還設(shè)置有第二接觸器。
[0025]所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏系統(tǒng)及與光伏系統(tǒng)相連的光伏控制器。
[0026]所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括連接在第一接觸器及第二接觸器之間的儲(chǔ)能電池及電池管理系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能電池通過依次相串聯(lián)的電容及單向二極管與第一接觸器及第二接觸器之間的線路相連，所述電池管理系統(tǒng)與能效監(jiān)控管理裝置進(jìn)行通信。
[0027]所述智能終端通訊裝置為WiFi裝置，智能終端設(shè)備利用WiFi裝置與能效監(jiān)控管理裝置通信，通過智能終端實(shí)時(shí)查看并掌握一體化系統(tǒng)的發(fā)電、儲(chǔ)能、用戶負(fù)荷及市電用電的運(yùn)行信息，并通過運(yùn)行信息進(jìn)行及時(shí)故障狀態(tài)判斷與排除。
[0028]本發(fā)明的有益效果:
[0029]本發(fā)明采用電動(dòng)汽車淘汰動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)，避免資源浪費(fèi)，提高利用率，減低使用成本，減緩廢舊電池回收再利用的壓力;通過光伏發(fā)電與儲(chǔ)能相結(jié)合，提高可再生資源利用率，避免棄光現(xiàn)象發(fā)生;通過快速切換裝置實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)切換，保障為用戶負(fù)荷不間斷供電；利用儲(chǔ)能技術(shù)，平抑光伏發(fā)電峰值功率，保證供電電能質(zhì)量;通過系統(tǒng)裝置集成，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，可減少占地面積，便于安裝維護(hù)。
[0030]本發(fā)明的有益效果具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0031]1、本發(fā)明解決了電動(dòng)汽車等廢舊電池梯次利用問題，不存在廢舊動(dòng)力電池回收成本高、回收難等壓力；
[0032]2、本發(fā)明通過智能終端無線通信技術(shù)(包括手機(jī)、平板電腦等)，實(shí)現(xiàn)用戶實(shí)時(shí)、隨地查看并掌握動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)及用電負(fù)荷等相關(guān)信息，并進(jìn)行實(shí)施控制，達(dá)到用戶與發(fā)電系統(tǒng)間實(shí)時(shí)互動(dòng)、安全可控；
[0033]3、本發(fā)明通過光伏發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶清潔能源的利用，達(dá)到節(jié)能減排，減低用戶用電成本；
[0034]4、本發(fā)明通過智能后臺(tái)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶針對(duì)不用用電時(shí)段、運(yùn)行模式等自主設(shè)置市電與光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)用電方式，提高用戶用電的靈活性；
[0035]5、本發(fā)明利用快速切換裝置，實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)與市電間平穩(wěn)、快速切換，保證負(fù)荷正常運(yùn)行，達(dá)到負(fù)荷用電不間斷；
[0036]6、利用儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電峰值功率平抑，充分保障供電電能質(zhì)量。
【附圖說明】
[0037]圖1本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體框圖；
[0038]圖2本發(fā)明的系統(tǒng)的應(yīng)用流程圖；
[0039]圖中，1、防雷及保護(hù)模塊，2、交流電能表，3、用戶負(fù)荷，4、快速切換裝置，5、逆變器，6、光伏控制器，7、光伏發(fā)電系統(tǒng)，8、儲(chǔ)能電池，9、電池管理系統(tǒng)，10、能效管理監(jiān)控裝置，
11、WIFI單元，12、市電。
【具體實(shí)施方式】
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[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0041]如圖1所示，本發(fā)明為一套利用電池梯次利用與智能終端通訊技術(shù)的光伏儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)，簡稱光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由光伏發(fā)電系統(tǒng)7、儲(chǔ)能系統(tǒng)(配置電池管理系統(tǒng)9BMS)、逆變器5、快速切換裝置4