本實(shí)用新型涉及一種互補(bǔ)系統(tǒng)，尤其涉及一種多能互補(bǔ)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車不燃燒汽油和柴油，所使用的鋰電池是國(guó)際公認(rèn)的環(huán)保電池，具有極佳的環(huán)保性能，隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)和有效利用變的尤為重要。因此，如何利用多種能源為電動(dòng)汽車提供方便、穩(wěn)定的電能供給是未來新能源運(yùn)用中的重要課題之一，這也是目前制約電動(dòng)洗車高速發(fā)展的主要因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題中的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種多能互補(bǔ)系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種多能互補(bǔ)系統(tǒng)，包括光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能饋網(wǎng)系統(tǒng)、充電站子系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和能量監(jiān)控管理系統(tǒng)；光伏系統(tǒng)包括太陽能電池組件、匯流箱、逆變器、用電負(fù)載；太陽能電池組件通過匯流箱與逆變器相連接，逆變器通過并網(wǎng)配電裝置與用電負(fù)載相連接；匯流箱、逆變器、并網(wǎng)配電裝置分別發(fā)出數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集裝置相連接，數(shù)據(jù)采集裝置的輸入端與傳感器連接、輸出端與監(jiān)控顯示裝置相連接；

太陽能電池組件按20塊組成一串，每個(gè)組串接入12路/16路智能直流匯流箱，匯流后接入逆變器的直流側(cè)，經(jīng)過逆變器輸出三相400V交流電，通過升壓變壓器升壓至10kV，形成一個(gè)發(fā)電單元；并網(wǎng)系統(tǒng)包括發(fā)電單元接線和電氣主接線；發(fā)電單元通過發(fā)電單元接線接入發(fā)電系統(tǒng)，單個(gè)1000kW光伏陣列構(gòu)成一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)；

儲(chǔ)能饋網(wǎng)系統(tǒng)由多個(gè)并列的模塊化儲(chǔ)能單元構(gòu)成，每個(gè)模塊化儲(chǔ)能單元包括集成在一個(gè)集裝箱內(nèi)的電池組、充電機(jī)、饋網(wǎng)逆變器；饋網(wǎng)逆變器將電池組電能由直流逆變成交流，作固定式的儲(chǔ)能電站使用時(shí)，與電網(wǎng)聯(lián)接回饋電網(wǎng)，作移動(dòng)儲(chǔ)能電站時(shí)可用作應(yīng)急三相交流電源。

充電站子系統(tǒng)包括直流充電樁和交流充電樁；直流充電樁和交流充電樁同時(shí)接入能量監(jiān)控管理系統(tǒng)；能量監(jiān)控系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)。

用電負(fù)載接入有公共電網(wǎng)，用電負(fù)載包括直流配電柜、交流配電柜。

每個(gè)模塊化儲(chǔ)能功能單元配儲(chǔ)能電池1000kWH,120KW充電機(jī)2臺(tái)，正常工作時(shí)為電池組充電，作為移動(dòng)儲(chǔ)能電站使用時(shí)，兼作移動(dòng)直流充電樁，為電動(dòng)車進(jìn)行大功率快速充電。電池組選取磷酸鐵鋰蓄電池組，經(jīng)重組后形成標(biāo)準(zhǔn)電池組，電池組容量為500kWH。

本實(shí)用新型，采用多能互補(bǔ)方案，集市電、光伏和儲(chǔ)能互補(bǔ)供電，有效利用太陽能對(duì)電動(dòng)汽車充電、利用太陽能發(fā)電并回饋電網(wǎng)；利用蓄電池貯能作為移動(dòng)的充電站、利用電網(wǎng)谷時(shí)貯電，峰時(shí)回饋電網(wǎng)，有效削峰填谷，提高供電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，降低用電成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的通信系統(tǒng)拓?fù)淇驁D。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖2所示，本實(shí)用新型包括光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能饋網(wǎng)系統(tǒng)、充電站子系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和能量監(jiān)控管理系統(tǒng)；光伏系統(tǒng)包括太陽能電池組件、匯流箱、逆變器、用電負(fù)載；太陽能電池組件通過匯流箱與逆變器相連接，逆變器通過并網(wǎng)配電裝置與用電負(fù)載相連接；匯流箱、逆變器、并網(wǎng)配電裝置分別發(fā)出數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集裝置相連接，數(shù)據(jù)采集裝置的輸入端與傳感器連接、輸出端與監(jiān)控顯示裝置相連接；

本實(shí)用新型的光伏組件采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的太陽能電池板，單塊容量為260W。每個(gè)發(fā)電系統(tǒng)共布置太陽能組件15400塊，組件布置于東源新能源廠房屋頂。其中，太陽能電池組件所發(fā)直流電通過逆變器逆變成50HZ、400V的交流電再升壓至10kV送入電網(wǎng)；太陽能電池組件按20塊組成一串，每個(gè)組串接入12路/16路智能直流匯流箱，匯流后接入逆變器的直流側(cè)，經(jīng)過逆變器輸出三相400V交流電，通過升壓變壓器升壓至10kV，形成一個(gè)發(fā)電單元；并網(wǎng)系統(tǒng)包括發(fā)電單元接線和電氣主接線；發(fā)電單元通過發(fā)電單元接線接入發(fā)電系統(tǒng)，單個(gè)1000kW光伏陣列構(gòu)成一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)；發(fā)電系統(tǒng)的電壓為400V，經(jīng)匯流后，升壓至10kV，其中并網(wǎng)點(diǎn)10kV為單母線接線，可采用在原10kV變電所新增一面并網(wǎng)柜，采用10kV高壓側(cè)并網(wǎng)(最終以供電局接入方案為準(zhǔn))。

儲(chǔ)能饋網(wǎng)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，由多個(gè)并列的模塊化儲(chǔ)能單元構(gòu)成，每個(gè)模塊化儲(chǔ)能單元包括集成在一個(gè)集裝箱內(nèi)的電池組、充電機(jī)、饋網(wǎng)逆變器；正常工作時(shí)，在光儲(chǔ)充電站作固定儲(chǔ)能，緊急情況下，每個(gè)集裝箱又是一個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能電站，可通過專用拖車移動(dòng)，用于緊急用電的應(yīng)急三相交流電源及移動(dòng)直流充電樁，為電動(dòng)車提供大功率快速充電電源。饋網(wǎng)逆變器將電池組電能由直流逆變成交流，作固定式的儲(chǔ)能電站使用時(shí)，與電網(wǎng)聯(lián)接回饋電網(wǎng)，作移動(dòng)儲(chǔ)能電站時(shí)可用作應(yīng)急三相交流電源。每個(gè)模塊化儲(chǔ)能功能單元配儲(chǔ)能電池1000kWH,120KW充電機(jī)2臺(tái)，正常工作時(shí)為電池組充電，作為移動(dòng)儲(chǔ)能電站使用時(shí)，兼作移動(dòng)直流充電樁，為電動(dòng)車進(jìn)行大功率快速充電。電池組選取大巴退役的磷酸鐵鋰蓄電池組，經(jīng)重組后形成標(biāo)準(zhǔn)電池組，電池組容量為500kWH。

本實(shí)用新型用電負(fù)載接入有公共電網(wǎng)，可通過市電電源為其供電，市電作為補(bǔ)充能源，晚上由市電給蓄電池充電，由市電給充電機(jī)供電。用電負(fù)載包括直流配電柜、交流配電柜，充電站子系統(tǒng)包括直流充電樁和交流充電樁；直流充電樁和交流充電樁同時(shí)接入能量監(jiān)控管理系統(tǒng)；能量監(jiān)控系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)(BMS，BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)。

本實(shí)用新型集市電、光伏和儲(chǔ)能互補(bǔ)供電，白天有光照時(shí)，由光伏系統(tǒng)發(fā)電，供給充電樁，多余部分優(yōu)先給蓄電池充電，電池充滿后，再供給廠內(nèi)用電負(fù)載使用(如照明、發(fā)電設(shè)備等)，市電作為補(bǔ)充能源；晚上由市電給蓄電池充電，由市電給充電機(jī)供電，能有效地階梯利用已經(jīng)有一定使用年限，容量降低的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池。

本實(shí)用新型的電池管理系統(tǒng)的工作方式如下：

a)全面電池信息管理

實(shí)時(shí)采集每一節(jié)電池電壓、每個(gè)電池箱或電池柜內(nèi)部溫度(根據(jù)箱體、機(jī)柜尺寸和設(shè)計(jì)情況，具備多個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn))、整組電池組端電壓、充放電電流等；采樣精度高，電壓精度±(0.2％FS+0.2％RD)，電流精度±(0.5％FS+0.5％RD)。

b)在線SOC診斷

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，采用多種模式分段處理辦法，建立專家數(shù)學(xué)分析診斷模型，在線測(cè)量每一節(jié)電池的剩余電量SOC。同時(shí)，智能化地根據(jù)電池的放電電流和環(huán)境溫度等對(duì)SOC預(yù)測(cè)進(jìn)行校正，給出更符合變化負(fù)荷下的電池剩余容量及可靠使用時(shí)間。

c)無損主動(dòng)均衡充電管理

在充電過程中，采用“補(bǔ)償式串聯(lián)電流均衡法”和“集中式均衡法”兩項(xiàng)實(shí)用新型專利技術(shù)調(diào)整單節(jié)電池充電電流，保證系統(tǒng)內(nèi)所有電池的電池端電壓在每一時(shí)刻有良好的一致性，同時(shí)減少有損均衡方法帶來的能量浪費(fèi)，最大均衡電流可達(dá)1A。

d)系統(tǒng)保護(hù)功能

對(duì)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的電池嚴(yán)重過壓、欠壓、過流(短路)、漏電(絕緣)等異常故障情況，通過高壓控制單元實(shí)現(xiàn)快速切斷電池回路，并隔離故障點(diǎn)、及時(shí)輸出聲光報(bào)警信息，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

e)熱管理功能

對(duì)電池箱的運(yùn)行溫度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，如果溫度高于或低于保護(hù)值將輸出熱管理啟動(dòng)信號(hào)，系統(tǒng)可配備風(fēng)機(jī)或保溫儲(chǔ)熱裝置來調(diào)整溫度；若溫度達(dá)到設(shè)定的危險(xiǎn)值，電池管理系統(tǒng)自動(dòng)與系統(tǒng)保護(hù)機(jī)制聯(lián)動(dòng)，及時(shí)切斷電池回路，保證系統(tǒng)安全。

f)自我故障診斷與容錯(cuò)技術(shù)

電池管理系統(tǒng)采用先進(jìn)的自我故障診斷和容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)模塊自身軟硬件具有自檢功能，即使內(nèi)部故障甚至器件損壞，也不會(huì)影響到電池運(yùn)行安全。不會(huì)因電池管理系統(tǒng)故障導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生故障，甚至導(dǎo)致電池?fù)p壞或發(fā)生惡性事故。

g)專業(yè)的負(fù)荷聯(lián)動(dòng)控制及優(yōu)化

電池管理系統(tǒng)具備相應(yīng)的數(shù)字通訊接口及開放的通訊協(xié)議，以及必要的輸入輸出干節(jié)點(diǎn)，可靈活接口PCS、儲(chǔ)能電站監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，提高儲(chǔ)能電站效率，優(yōu)化負(fù)荷控制和調(diào)度決策。

h)靈活的模塊化設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思路，針對(duì)儲(chǔ)能電站電池增長(zhǎng)擴(kuò)容的需要，可靈活增加ESBMM模塊配置，滿足升級(jí)擴(kuò)容要求；同時(shí)，針對(duì)儲(chǔ)能電站用“智能一體化電池”的應(yīng)用，可靈活配置ESBMM模塊在電池箱中，方便用戶運(yùn)行維護(hù)。

上述實(shí)施方式并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。