[發明專利]一種光伏儲能一體化機柜及其運行方法

在審

• 申請號: 201710793570.4
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN109462248A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 蹇芳;郭積晶;吳恒亮;廖資陽;唐海燕;劉玉柱;朱淇涼;劉永豐;張洪浩;姚明;趙香桂;吳建雄;廖遠輝
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J7/35;H02J3/32
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪;張文娟

本發明公開了一種光伏儲能一體化機柜，其與包括光伏組串設備、電網以及離網設備的能量設備連接，具備光伏儲能電氣裝置，該電氣裝置包括：儲能電池單元，其包括蓄電池，實時發送電源管理數據包；能量變換單元，其基于獲取的包含電源管理數據包的能量設備原始采集數據，得到能量設備工作狀態數據，再利用運行模式判定方法判定目標運行模式，控制離網電能量的輸出；附件單元，其具備分別與各能量設備連接的保護控制器，隔離保護各對應能量設備及其所在電路；觸屏顯示單元，其解析輸入的控制指令及數據，將解析結果發送至能量變換單元，并顯示能量設備工作狀態數據。本發明具備完善的運行方法，提高了負載的供電可靠性，減小了系統的成本。

技術領域

本發明涉及光伏供電技術，尤其是涉及一種用于一體化機柜的光伏儲能電氣裝置及運行方法。

背景技術

隨著光伏發電技術的日益成熟和系統成本的日益下降，光伏發電已經逐漸進入尋常百姓家。其中，光伏發電與儲能技術的結合，不僅可解決偏遠無電區的居民用電問題，還可提高弱電網區域的居民用電可靠性，同時由于峰谷電價、分時電價的存在，可制訂合理的供電和用電計劃，既環保又經濟。

目前國內光伏逆變器、儲能電池等廠家數量不算少，現有的光伏儲能系統一般是由零散的幾種電氣設備簡單組合而成，對于系統的運輸、安裝和運行管理帶來不便，同時也增加了整套系統的成本。

常規的負載供電只有單路電源——電網，在偏遠地區甚至無電網，難以保證重要負載的供電可靠性。如果同時設計蓄電池供電系統、電網供電系統、光伏供電系統等三套供電系統，則不僅會增加投資成本和延長建設周期，還會面臨不同設備的協調控制問題，不同設備間的運行狀態可能相互影響，難以達到最優運行。行業內也確實存在少數的幾家企業推出了此類一體柜，但其光伏儲能系統一般是由零散的幾種電氣設備簡單組合而成，安全性不高、監控方式不靈活、系統集成化不高，對于系統的運輸、安裝和運行管理帶來不便，同時也增加了整套系統的成本。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是需要提供一種光伏儲能一體柜整體解決方案，設置了合理的交直變流操作和保護開關，顯示屏集成能量管理系統，除了滿足本地管理的要求，還實現了系統的無線控制。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種光伏儲能一體化機柜，所述一體化機柜與包括光伏組串設備、電網以及離網設備的能量設備連接，其包括柜體并集成有光伏儲能電氣裝置，所述柜體采用層式結構，所述光伏儲能電氣裝置具備：儲能電池單元，其包括蓄電池，所述蓄電池集成電池管理系統，實時發送電源管理數據包；能量變換單元，其基于獲取到的所述光伏組串設備的光伏能量和蓄電池能量，從而獲取包括當前光伏組串電流信息和電壓信息、具備所述電源管理數據包的蓄電池電流信息和電壓信息以及離網設備電流信息和電壓信息的能量設備原始數據，進一步得到能量設備工作狀態數據，根據所述能量設備工作狀態數據以及預設的光伏組串電壓啟動閾值、蓄電池滿電量閾值和蓄電池虧電電量閾值，利用運行模式判定方法，判定所述一體化機柜的目標運行模式，控制所述離網設備輸出的離網電能量，所述能量設備工作狀態數據包括蓄電池當前電量、光伏組串當前輸出電壓、光伏組串當前發電功率以及離網設備需求功率；附件單元，其具備分別與所述光伏組串設備、所述電網、所述蓄電池以及所述離網設備連接的保護控制器，各所述保護控制器分別檢測所在電路的運行情況，輸出對應能量設備的隔離保護信號，保護各對應能量設備及其所在電路；觸屏顯示單元，其與所述能量變換單元連接，解析輸入的控制指令及數據，將解析結果發送至所述能量變換單元，并顯示所述能量變換單元發送的所述能量設備工作狀態數據。

優選地，所述能量變換單元，其還獲取所述電網的交流電能量，從而獲取并分析還包括電網電流信息和電壓信息的所述能量設備原始數據，得到包括所述電網的所述能量設備工作狀態數據。