[實(shí)用新型]一種光儲(chǔ)能量管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520740074.9
• 申請(qǐng)日: 2015-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204992614U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王育飛;薛花;趙東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，特別涉及一種基于NILabVIEW數(shù)據(jù)采集的光儲(chǔ)能量管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，光伏發(fā)電裝機(jī)容量不斷增加，其輸出功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量與穩(wěn)定運(yùn)行的影響越來(lái)越受到關(guān)注。由于光伏發(fā)電輸出功率受光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度等因素的影響變化很大，并且光伏出力不能儲(chǔ)存，因此當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)處于離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)需要加入儲(chǔ)能設(shè)備對(duì)電能進(jìn)行儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)。

光儲(chǔ)能量管理系統(tǒng)通常采用傳感器對(duì)光伏電池和儲(chǔ)能電池的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并結(jié)合軟件控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；采用中央控制器，對(duì)光儲(chǔ)系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一管理。然而，現(xiàn)有光儲(chǔ)能量管理系統(tǒng)中儲(chǔ)能裝置的監(jiān)控和維護(hù)設(shè)備的響應(yīng)速度和精度不能滿足實(shí)際要求。因此，改進(jìn)儲(chǔ)能裝置的監(jiān)控與維護(hù)設(shè)備，制定優(yōu)化的系統(tǒng)工作模式，對(duì)提高能量管理系統(tǒng)的可靠運(yùn)行以及快速響應(yīng)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)能裝置的監(jiān)控和維護(hù)設(shè)備響應(yīng)速度和精度不能滿足要求的問(wèn)題，提出了一種光儲(chǔ)能量管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制并網(wǎng)、離網(wǎng)切換運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏及儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量合理化管理。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種光儲(chǔ)能量管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括光伏模擬電源、單向DC/DC變流器、雙向DC/DC變流器、并網(wǎng)逆變器和離網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能單元、控制系統(tǒng)，光伏模擬電源模擬在實(shí)際的天氣、溫度下光伏電池的出力波動(dòng)，單向DC/DC變流器接在光伏模擬電源與逆變器之間，單向DC/DC變流器為升壓電路，將光伏輸出電壓升至并網(wǎng)、離網(wǎng)逆變器輸入側(cè)允許范圍，雙向DC/DC變流器一側(cè)與單向DC/DC變流器輸出母線并聯(lián)，另一側(cè)與儲(chǔ)能單元連接，兩個(gè)變流器通過(guò)切換開(kāi)關(guān)分別連接并網(wǎng)逆變器和離網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)逆變器接市電，離網(wǎng)逆變器接負(fù)載，控制系統(tǒng)采集光伏模擬電源、負(fù)載、儲(chǔ)能電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)后輸出控制信號(hào)控制各個(gè)變流器工作。

所述儲(chǔ)能單元選用串聯(lián)的鋰電池。

所述控制系統(tǒng)內(nèi)選用DAQ數(shù)據(jù)采集板卡采集數(shù)據(jù)，通過(guò)PCI-6251數(shù)據(jù)總線，對(duì)光伏模擬電源、負(fù)載、儲(chǔ)能電池進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型光儲(chǔ)能量管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)分析NIPCI雙向I/O接口板卡采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的離網(wǎng)運(yùn)行以及儲(chǔ)能單元的充放電進(jìn)行控制，對(duì)系統(tǒng)能量進(jìn)行優(yōu)化管理，提高系統(tǒng)整體工作效率以及安全性。同時(shí)，通過(guò)應(yīng)用高精度NI控制器以及LabVIEW的數(shù)據(jù)流，提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能，延長(zhǎng)儲(chǔ)能裝置壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型光儲(chǔ)能量管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)控制及通信結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示光儲(chǔ)能量管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中光伏模擬電源模擬在實(shí)際的天氣、溫度下光伏電池的出力波動(dòng)；系統(tǒng)儲(chǔ)能單元為儲(chǔ)能電池，選用鋰電池，能夠減小儲(chǔ)能裝置體積并提高系統(tǒng)效率；單向DC/DC變流器接在光伏模擬電源與逆變器之間，單向DC/DC變流器為升壓電路，將光伏輸出電壓升至并網(wǎng)、離網(wǎng)逆變器輸入側(cè)允許范圍，同時(shí)對(duì)光伏輸出波動(dòng)具有一定平滑性，單向DC/DC輸出側(cè)可由斷路器選擇性接入并網(wǎng)、離網(wǎng)逆變器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并網(wǎng)、離網(wǎng)運(yùn)行；雙向DC/DC變流器可對(duì)直流母線側(cè)和鋰電池側(cè)的能量雙向流動(dòng)進(jìn)行控制，雙向DC/DC變流器一側(cè)與單向DC/DC變流器輸出母線并聯(lián)，另一側(cè)與串聯(lián)的鋰電池組連接。兩個(gè)變流器通過(guò)切換開(kāi)關(guān)分別連接并網(wǎng)逆變器和離網(wǎng)逆變器，并網(wǎng)逆變器接市電，離網(wǎng)逆變器接負(fù)載。系統(tǒng)通過(guò)切換各個(gè)變流器的工作模式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在多個(gè)狀態(tài)下運(yùn)行。

控制系統(tǒng)采集光伏模擬電源、負(fù)載、儲(chǔ)能電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)后輸出控制信號(hào)控制各個(gè)變流器工作。

所述的光伏模擬電源輸出電壓為DC40~48V；鋰電池組額定電壓為DC51.2V，總過(guò)充電壓為DC60.8V，總過(guò)放電壓為DC16.5V。

所述的單向DC/DC變流器輸入電壓為DC40~48V，輸出電壓為DC280~300V；雙向DC/DC的Boost模式輸出電壓為DC285~300V，Buck模式輸出電壓為DC45~50V；離網(wǎng)逆變器輸入電壓為DC300±10V，輸出電壓為AC210~230V，額定功率為2kW；并網(wǎng)逆變器輸入電壓為DC300±10V，輸出電壓為AC220±5V，額定功率為2kW。

所述的負(fù)載為電阻器負(fù)載，額定功率為600W，額定電壓為DC300V。