[發(fā)明專利]家用光伏發(fā)電用微網(wǎng)變電站系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711104185.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107706942A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉毅;劉人禮;朱曉賢;涂平穩(wěn);黃信洋;吳玲;鄭航;屈小洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司自貢供電公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02S20/30;H02J13/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 梁田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微網(wǎng)變電站設(shè)備領(lǐng)域，具體是指家用光伏發(fā)電用微網(wǎng)變電站系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，可再生能源的應(yīng)用越來(lái)越受青睞。其中太陽(yáng)能作為一種清潔、安全、綠色的可再生能源，被認(rèn)為是世界上最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)之一。

隨著國(guó)家對(duì)家用光伏發(fā)電項(xiàng)目的大力推廣，相關(guān)單位更加關(guān)注家用光伏發(fā)電相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題：

一是，目前家用光伏發(fā)電成本高、光電轉(zhuǎn)換效率低。

二是，目前家用光伏發(fā)電僅用來(lái)平衡家庭用電，多余的電能得不到更廣泛的使用。

家用光伏發(fā)電若采用光電轉(zhuǎn)換率高的新型材料，安裝、維護(hù)成本太高，不經(jīng)濟(jì)。因此，如何能夠采用成本較低的光伏組件也能提高光電轉(zhuǎn)換效率，成為一個(gè)課題。另一方面，如何將家用光伏發(fā)電并入微網(wǎng)，既能充分供應(yīng)家庭用電，還能為社區(qū)等小范圍區(qū)域進(jìn)行公共用電的補(bǔ)充，若有富余還能并入電網(wǎng)，成為另一課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供家用光伏發(fā)電用微網(wǎng)變電站系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)光伏組件角度、設(shè)置太陽(yáng)能控制器進(jìn)行電能充電管理、微網(wǎng)變電站進(jìn)行電能采集及分配管理，綜合提高太陽(yáng)能利用率，保證微網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

家用光伏發(fā)電用微網(wǎng)變電站系統(tǒng)，包括依次連接的光伏組件、防雷組件、太陽(yáng)能控制器、微網(wǎng)變電站。

所述微網(wǎng)變電站包括箱式機(jī)殼和安裝在箱式機(jī)殼內(nèi)的直流配電柜、并網(wǎng)型光伏逆變器、交流配電柜、子EMS工控機(jī)；所述子EMS工控機(jī)分別與直流配電柜、并網(wǎng)型光伏逆變器、交流配電柜、太陽(yáng)能控制器通過(guò)電信號(hào)線連接以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，同時(shí)子EMS工控機(jī)還與運(yùn)維人員負(fù)責(zé)的控制主機(jī)遠(yuǎn)程通訊。

所述光伏組件包括多組太陽(yáng)能電池組和光伏支架；所述太陽(yáng)能電池組由多個(gè)太陽(yáng)能電池片串聯(lián)組成；所述光伏支架正面安裝太陽(yáng)能電池片且背面安裝柔性調(diào)節(jié)支架；所述柔性調(diào)節(jié)支架包括一個(gè)位于光伏支架中心的固定支撐件和至少一個(gè)位于光伏支架周邊且可伸縮調(diào)節(jié)的可調(diào)支撐件，且固定支撐架、可調(diào)支撐件分別與光伏支架鉸接；所述太陽(yáng)能控制器通過(guò)電信號(hào)線與各個(gè)可調(diào)支撐件連接。

所述太陽(yáng)能電池組的輸出端通過(guò)電力傳輸線依次經(jīng)防雷組件、連接蓄電池組的太陽(yáng)能控制器接入內(nèi)置第一流量計(jì)的直流配電柜，所述直流配電柜將直流電匯總輸送至并網(wǎng)型光伏逆變器進(jìn)行DC-AC轉(zhuǎn)換再輸出交流電至內(nèi)置第二流量計(jì)的交流配電柜；所述直流配電柜接直流負(fù)載；所述交流配電柜接交流負(fù)載。

本發(fā)明創(chuàng)造中，所述光伏組件可安裝在建筑物屋頂或空曠區(qū)域，充分利用屋頂空間或閑置土地。多組光伏組件轉(zhuǎn)換的電能依次通過(guò)防雷組件、太陽(yáng)能控制器輸入微網(wǎng)變電站進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管形成微電網(wǎng)。太陽(yáng)能這一清潔能源轉(zhuǎn)換的電能通過(guò)微網(wǎng)變電站優(yōu)先供應(yīng)家庭用電、然后供應(yīng)街道或社區(qū)公共用電、還能夠并網(wǎng)接入高壓電網(wǎng)。

所述光伏支架用于安裝太陽(yáng)能電池組。所述固定支撐件、可調(diào)支撐件配合使用，其中位于光伏支架背面中心的固定支撐件用于定位安裝光伏支架，位于光伏支架背面周邊的可調(diào)支撐件通過(guò)伸縮結(jié)構(gòu)而改變光伏支架的傾角、仰角，從而改變太陽(yáng)能電池組的傾角、仰角，通過(guò)適時(shí)調(diào)整太陽(yáng)光入射角而綜合提高太陽(yáng)能電池組的光電轉(zhuǎn)換率。所述可調(diào)支撐件的動(dòng)作由運(yùn)維人員人工或后臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)控制，控制信號(hào)經(jīng)過(guò)控制主機(jī)、子EMS工控機(jī)、太陽(yáng)能控制器傳輸至可調(diào)支撐件。

所述可調(diào)支撐件采用電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)推缸，其電能由光伏組件轉(zhuǎn)換的電能提供。也就是說(shuō)，本發(fā)明創(chuàng)造中可調(diào)支撐件由直流配電柜直接供電。

進(jìn)一步地，所述固定支撐件包括固定支撐柱和第一鉸接套；所述固定支撐柱一端為固定安裝座且另一端為球形的第一球鉸接頭；所述第一鉸接套一端固定在光伏支架背面且另一端外套于第一球鉸接頭。

所述可調(diào)支撐件包括直線式的電動(dòng)推缸、鉸接頭和第二鉸接套；所述電動(dòng)推缸的伸縮桿其端部設(shè)置外螺紋；所述鉸接頭一端設(shè)置內(nèi)螺紋并與伸縮桿螺紋連接，所述鉸接頭的另一端與第二鉸接套鉸接；所述第二鉸接套遠(yuǎn)離鉸接頭的一端固定在光伏支架的背面。

本發(fā)明創(chuàng)造中，所述固定支撐件的一端安裝在屋頂或其他安裝平臺(tái)上，且固定支撐件的另一端與光伏支架鉸接。所述可調(diào)支撐件的一端安裝在屋頂或其他安裝平臺(tái)上，且可調(diào)支撐件的另一端伸縮改變高度并與光伏支架鉸接。上述結(jié)構(gòu)不僅能夠隨太陽(yáng)相對(duì)位置的變化而智能調(diào)節(jié)太陽(yáng)光線入射角度，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率；還能夠適應(yīng)安裝平臺(tái)表面不平整的安裝環(huán)境。

進(jìn)一步地，所述可調(diào)支撐件的數(shù)量為一個(gè)；所述鉸接頭設(shè)置有銷(xiāo)孔；所述第二鉸接套為U型鉸接架，所述U型鉸接架的開(kāi)口端設(shè)置穿過(guò)銷(xiāo)孔而形成鉸接結(jié)構(gòu)的鉸接軸，所述U型鉸接架的連接端與光伏支架直接焊接或通過(guò)螺栓擰接。