專利名稱:一種充換儲放光伏一體化電站結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種充換儲放光伏一體化電站結構，包括太陽能裝置，太陽能裝置將采集的太陽能轉換成電能，并以直流電輸出至光伏匯流箱，光伏匯流箱通過第一母線與DC/DC模塊相連，DC/DC模塊與儲能電池相連，儲能電池通過能量轉換系統將能量傳送至第二母線，第二母線與配電網相連，第二母線還與充電機相連，充電機與動力電池相連，動力電池通過并網變流器與第二母線相連。本結構通過動力電池和儲能電池的儲放作用，用電低谷時從電網獲取電能，用電高峰向電網反饋電能，達到削峰填谷的目的，有利于電網的平穩運行。
【專利說明】一種充換儲放光伏一體化電站結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車充放電站【技術領域】，尤其涉及一種利用光伏儲放技術的電動汽車充放電站結構。
【背景技術】
[0002]隨著國家對節能與新能源汽車產業發展的不斷培育與推動，作為新能源汽車發展和汽車工業轉型主要戰略取向的純電動汽車得到了快速發展及大量示范應用，其中，作為純電動汽車主要動力來源的動力電池也得到了大量應用。為了更好地落實國家節能減排政策，針對電動汽車動力電池所儲存的能量如何充分并合理使用，越來越成為現階段研宄方向與研宄重點。
[0003]目前充換儲放光伏一體化應用方面存在的主要問題包括:
[0004]1、現有的大部分光伏、儲能、充換電站結構功能單一，不能夠實現動力電池充電、放電與光伏發電、儲能電池電能儲放協同利用，無法實現多種功能的集成；
[0005]2、對光伏發電采用直接并網方式，光伏系統和電網之間無緩沖，系統靈活性差，很難起到輔助電網削峰填谷，提高經濟效益的作用。
實用新型內容
[0006]為解決現有技術存在的不足，本實用新型公開了一種充換儲放光伏一體化電站結構，實現了電動汽車動力電池充電、放電與光伏發電、儲能電池電能儲放的協同利用，并通過動力電池和儲能電池的儲放作用，用電低谷時從電網獲取電能，用電高峰向電網反饋電能，達到削峰填谷的目的，有利于電網的平穩運行。
[0007]為實現上述目的，本實用新型的具體方案如下:
[0008]—種充換儲放光伏一體化電站結構，包括太陽能裝置，太陽能裝置將采集的太陽能轉換成電能，并以直流電輸出至光伏匯流箱，光伏匯流箱通過第一母線與光伏DC/DC模塊相連，光伏DC/DC模塊與儲能電池相連，儲能電池通過能量轉換系統將能量傳送至第二母線，第二母線與配電網相連，第二母線還與充電機相連，充電機與動力電池相連，動力電池通過并網變流器與第二母線相連。
[0009]所述太陽能裝置包括太陽能電池板、太陽能電池片、接線端子以及微調轉向支架，所述太陽能電池板體上表面和下表面均設置有用于安裝太陽能電池片的四道電池片卡槽，太陽能電池片上設置有正極接線端和負極接線端，兩列太陽能電池片構成一個太陽能電池組件，所述微調轉向支架包括底座、伸縮支撐桿和托架，所述伸縮支撐桿設置在托架和底座之間，所述托架托住所述太陽能電池板，通過伸縮支撐桿調節太陽能電池板的傾斜角度。
[0010]所述光伏匯流箱，包括光伏采集模塊、控制電路板、大容量數據存儲模塊，所述光伏采集模塊包括多個采集線，每個采集線分別與一個太陽能電池組件連接，所述控制電路板與太陽能電池組件的各個開關相連接，所述大容量數據存儲模塊與光伏采集模塊相連。
[0011]所述光伏DC/DC模塊，用于接收光伏匯流箱的直流輸入，并轉換成用于儲能電池充電的直流輸出。
[0012]儲能電池，包括電池外殼、若干單體電池以及輸入輸出接插件，用于儲存采集的光伏電能以及電網的電能。單體電池位于電池盒內，所述若干電池通過電池盒的扣合固定在一起。所述輸入輸出接插件位于電池盒的前后，用于連接光伏DC/DC模塊和能量轉換系統。
[0013]能量轉換系統，簡稱PCS，包括控制單元、AC/DC轉換單元、DC/DC轉換單元、隔離變壓器。能量轉換系統用于將直流轉換成交流電并入380V電網，也可將380V電網的交流轉換成直流為電池充電。所述隔離變壓器分別與380V配電線路和AC/DC轉換單元相連，AC/DC轉換單元與DC/DC轉換單元連接，并由控制單元控制電能流向，完成交流轉換成直流或直流轉換為交流。
[0014]并網變流器，通過直流輸入端接收動力電池的直流輸入，并轉換成交流電流通過輸出端輸至380V電網。
[0015]充電機，將交流輸入轉換為直流輸出，用于動力電池的充電。
[0016]動力電池，包括:電池殼體、收容于電池殼體內的電池芯及灌注于電池殼體內的電解液，以及密封安裝于電池殼體上的電池頂蓋，電池頂蓋與電池芯之間設有轉接片。轉接片的設置將電池頂蓋與電池芯隔開，一旦動力電池發生內部短路或外部短路，轉接片可避免電池頂蓋受損，因此可改善動力電池的安全性能。
[0017]本實用新型的有益效果:
[0018]1.本實用新型提出的充換儲放光伏一體化電站結構，涵蓋了光伏、儲能、充電、放電各個方面，具有廣泛、普遍的應用價值。
[0019]2.本結構將電動汽車充放電技術與分布式能源協同利用，是新能源發展的一種良好方式
[0020]3.本結構通過動力電池和儲能電池的儲放作用，用電低谷時從電網獲取電能，用電高峰向電網反饋電能，達到削峰填谷的目的，有利于電網的平穩運行。
【附圖說明】
[0021]圖1本實用新型的結構整體結構方框示意圖；
[0022]圖2本實用新型的結構整體結構示意圖；
[0023]圖中，1.太陽能裝置，2.光伏匯流箱，3.500V DC母線，4.DC/DC模塊，5.儲能電池，6.能量轉換系統，7.380V AC母線，8.并網變流器，9.動力電池，10.充電機，11.配電網，12.太陽能電池板，13.太陽能電池片，14.微調轉向支架，15.光伏采集模塊，16.控制電路板，17.大容量數據存儲模塊，18.輸入端，19.輸出端。
【具體實施方式】
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[0024]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0025]如圖1-2所示，一種充換儲放光伏一體化電站的結構包括:太陽能裝置1、光伏匯流箱2、DC/DC模塊3、儲能電池5、能量轉換系統6、并網變流器8、充電機9、動力電池10、電網11。
[0026]太陽能裝置1，包括用于將太陽能轉變為電能的太陽能電池板12、太陽能電池片13以及微調轉向支架14。太陽能電池板12上表面和下表面均設置有四道電池片卡槽。
[0027]太陽能電池片13，固定在太陽能電池板體上，每兩列太陽能電池片為一組，每組太陽能電池片設置有正極接線端和負極接線端，每列中的太陽能電池片通過連接線連接。
[0028]微調轉向支架14，包括底座、伸縮支撐桿和托架，其中所述伸縮支撐桿設置在所述托架和所述底座之間，所述托架托住所述太陽能電池板，通過所述伸縮支撐桿調節所述太陽能電池板的傾斜角度。
[0029]光伏匯流箱2，包括光伏采集模塊15、控制電路板16、大容量數據存儲模塊17。所述光伏采集模塊15有多個采集線組成，分別于一個太陽能電池組件13連接。所述控制電路板16與太陽能電池組件13與各個開關相連聯，通過調節開關的通斷，可實現多種不同的拓撲結構。所述大容量數據存儲模塊17用于存儲采集的光伏數據。并通過500VDC母線3與光伏DC/DC模塊4連接。
[0030]光伏DC/DC模塊4，用于接收光伏匯流箱的直流輸入，并轉換成用于儲能電池充電的直流輸出。
[0031]儲能電池5，包括電池外殼、若干單體電池以及輸入輸出接插件，用于儲存采集的光伏電能以及電網的電能。所述單體電池位于電池盒內，所述若干電池通過電池盒的扣合固定在一起。所述輸入輸出接插件位于電池盒的前后，用于連接光伏DC/DC模塊4和能量轉換系統6。
[0032]能量轉換系統6，簡稱PCS，包括控制單元、AC/DC轉換單元、DC/DC轉換單元、隔離變壓器。用于將直流轉換成交流電并入380V電網11，也可將380V電網11的交流轉換成直流為動力電池10充電。所述隔離變壓器分別與380V電網11和AC/DC轉換單元相連，AC/DC轉換單元與DC/DC轉換單元連接，并由控制單元控制電能流向，完成交流轉換成直流或直流轉換為交流。
[0033]并網變流器8，通過直流輸入端18接收動力電池的直流輸入，并轉換成交流電流通過輸出端19輸至380V電網。
[0034]充電機9，將交流輸入轉換為直流輸出，用于動力電池的充電。
[0035]動力電池10，包括:電池殼體、收容于電池殼體內的電池芯、灌注于電池殼體內的電解液，以及密封安裝于電池殼體上的電池頂蓋，電池頂蓋與電池芯之間設有轉接片。轉接片的設置將電池頂蓋與電池芯隔開，一旦動力電池發生內部短路或外部短路，轉接片可避免電池頂蓋受損，因此可改善動力電池的安全性能。電網11為380V配電網。
[0036]本實用新型的工作原理如下:
[0037]1.太陽能裝置，2.光伏匯流箱，3.500V DC母線，4.DC/DC模塊，5.儲能電池，6.能量轉換系統，7.380V AC母線，8.并網變流器，9.動力電池，10.充電機，11.配電網，12.太陽能電池板，13.太陽能電池片，14.微調轉向支架，15.光伏采集模塊，16.控制電路板，17.大容量數據存儲模塊，18.輸入端，19.輸出端。
[0038]太陽能裝置I中的太陽能電池組件固定在太陽能電池板12上負責將采集的太陽能轉換成電能，并以直流電輸出。所述伸縮支撐桿調節太陽能電池板的傾斜角度以便接收到更多的太陽能。
[0039]光伏匯流箱2通過采集線與太陽能電池組件連接，負責將采集的電能數據輸送到光伏采集模塊15。光伏采集模塊15負責將數據存儲到大容量數據存儲模塊17，并通過500VDC母線3與光伏DC/DC模塊4連接。
[0040]光伏DC/DC模塊4，當光照強度較高或用電高峰時負責給儲能電池充電，反之停止充電。
[0041]儲能電池5主要有三部分功能，第一部分功能存儲太陽能電池板12轉換成電能；第二部分功能為用電低峰時或夜晚時，用來存儲380V電網的電能；第三部分功能是在用電高峰期時將電能并入380V電網，實現了儲能系統與電網之間能夠進行電能的雙向交流。
[0042]能量轉換系統PCS6用于將直流轉換成交流電并入380V電網，也可將380V電網的交流轉換成直流為儲能電池5充電。
[0043]并網變流器8，用于直流電流變成正弦波電流輸至380V電網。當動力電池9的電量過剩時，并網變流器8負責將電池中剩余的電量并入電網滿足其他電力設備的用電要求。
[0044]充電機10接收到充電的需求指令后負責從電網上獲取電量給動力電池充電。
[0045]電動汽車動力電池9主要依靠電網380V經過充電機10進行充電，并起到輔助削峰填谷的作用。當用電高峰時，可利用能量轉換系統6將儲能電池5的電能并入380V電網，為動力電池充電；用電低谷時，可利用能量轉換系統6儲能電池5充電，利用充電機10給電動汽車動力電池充電。
[0046]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種充換儲放光伏一體化電站結構，其特征是，包括太陽能裝置，太陽能裝置將采集的太陽能轉換成電能，并以直流電輸出至光伏匯流箱，光伏匯流箱通過第一母線與DC/DC模塊相連，DC/DC模塊與儲能電池相連，儲能電池通過能量轉換系統將能量傳送至第二母線，第二母線與配電網相連，第二母線還與充電機相連，充電機與動力電池相連，動力電池通過并網變流器與第二母線相連； 能量轉換系統，包括控制單元、AC/DC轉換單元、DC/DC轉換單元及隔離變壓器；所述隔離變壓器分別與380V配電線路和AC/DC轉換單元相連，AC/DC轉換單元與DC/DC轉換單元連接，并由控制單元控制電能流向，完成交流轉換成直流或直流轉換為交流。2.如權利要求1所述的一種充換儲放光伏一體化電站結構，其特征是，所述太陽能裝置包括太陽能電池板、太陽能電池片、接線端子以及微調轉向支架，所述太陽能電池板體上表面和下表面均設置有用于安裝太陽能電池片的四道電池片卡槽，太陽能電池片上設置有正極接線端和負極接線端，兩列太陽能電池片構成一個太陽能電池組件，所述微調轉向支架包括底座、伸縮支撐桿和托架，所述伸縮支撐桿設置在托架和底座之間，所述托架托住所述太陽能電池板，通過伸縮支撐桿調節太陽能電池板的傾斜角度。3.如權利要求1所述的一種充換儲放光伏一體化電站結構，其特征是，所述光伏匯流箱，包括光伏采集模塊、控制電路板、大容量數據存儲模塊，所述光伏采集模塊包括多個采集線，每個采集線分別與一個太陽能電池組件連接，所述控制電路板與太陽能電池組件的各個開關相連接，所述大容量數據存儲模塊與光伏采集模塊相連。
【文檔編號】H02S10-20GK204290814SQ201420676064
【發明者】宋海峰, 霍光宇, 任杰, 范永齋, 劉海波, 韓元凱, 黃德旭, 曹際娜, 楊曉, 于航, 王崗 [申請人]國家電網公司, 國網山東省電力公司電力科學研究院, 山東魯能智能技術有限公司