一种局域网储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种局域网储能系统，包括光伏板方阵、光伏并网逆变器、变换器组件、储能电池、能量调配控制器、ATS功率切换箱、交流母线、四个控制开关，光伏板方阵和光伏并网逆变器相连，光伏并网逆变器通过第四控制开关连接变换器组件，变换器组件通过第一控制开关和第三控制开关连接于交流母线，第一控制开关和第三控制开关之间的交流母线上设置有第二控制开关，变换器组件连接于能量调配控制器和储量电池，能量调配控制器和ATS功率切换箱相连，其优点是：高效率并且能够根据负载自动分别调节输出功率，解决了能量之间最佳利用和调配问题，解决交流母线(局域网)的三相电压稳定问题；解决了市电、光伏并网逆变器相互之间的无缝切换问题。

【技术实现步骤摘要】
一种局域网储能系统
本技术涉及一种电路储能领域，尤其是涉及一种局域网储能系统。
技术介绍
现有常规局域网储能系统其基本工作原理：如图1所示，当白天有光照时光伏板(A101)发电通过光伏并网逆变器(B101)并网向交流母线输送电能。光伏并网逆变器(B101)属于功率跟踪型(MPPT)方式工作，即光伏并网逆变器(B101)以光伏板发电最大功率回馈到电网。当用电低峰时，微网逆变器(C101)通过AC/DC变换直流电对储能电池(D101)充电；当用电高峰时，微网逆变器(C101)通过DC/AC将储能电池(D101)电能转换为交流电以满足电网需要，但由于微网逆变器(C101)在工作时其状态只能选择其一种(充电或放电)且是人为控制其工作模式，无法根据光伏发电的变化以及负载的变化而进行调整。在现有常规局域网储能系统，存在许多不可避免的问题：1、由于光伏系统、储能系统、负载之间缺乏能量调配控制，使系统效率不能得到充分的发挥(调峰谷)；2、由于负载接在大电网下，储能系统无法根据负载的变化而自动调节输出功率；3、由于微网逆变器接在大电网下，系统无法根据电网的变化而自动调节对储能电池的充电和放电，只能人为进行设置控制且只能工作在一种状态方式(充电或放电)；4、供电的品质取决于电网(相电压、相电流不平衡)，三相电压差无法进行补。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供高效率并且能够根据负载制动调节输出功率的一种局域网储能系统，同时，解决了能量利用的调配问题，解决局域网的三相电压稳定问题；解决了相互之间的无缝切换问题。解决本专利技术的技术问题需要提供的技术方案：一种局域网储能系统，其特征在于包括光伏板方阵、光伏并网逆变器、变换器组件、储能电池、能量调配控制器、ATS功率切换箱、交流母线、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关，光伏板方阵和光伏并网逆变器相连，光伏并网逆变器通过第四控制开关连接变换器组件，变换器组件通过第一控制开关和第三控制开关分别连接于交流母线，第一控制开关和第三控制开关之间的交流母线上设置有第二控制开关，能量调配控制器(通信线)连接于变换器组件和储量电池，能量调配控制器(通信线)和ATS功率切换箱相连。本技术进一步的优选方案：所述的变换器组件包括两两相连的第一单向AC/DC变换器、第二单向DC/AC变换器和双向DC/DC变换器，第一单向AC/DC变换器、第二单向DC/AC变换器和双向DC/DC变换器均和能量调配控制器(通信线)相连，第一单向AC/DC变换器和第三控制开关相连，第二单向DC/AC变换器和第一控制开关相连，双向DC/DC变换器和储能电池相连。本技术进一步的优选方案：所述的光伏并网逆电器的第1端口和第2端口分别连接光伏板方阵的正、负极，光伏并网逆电器第3端口通过第四控制开关连接于第一单向AC/DC变换器的第2端口，第一单向AC/DC变换器的第1端口通过第三控制开关连接于交流母线(电网)，第一单向AC/DC变换器的第3端口通过直流母线和第二单向DC/AC变换器的第1端口相连，第一单向AC/DC变换器的第4端口通过第一单向二极管连接于双向DC/DC变换器的第1端口，双向DC/DC变换器的第2端口通过第二单向二极管连接于第二单向DC/AC变换器的第2端口，第二单向DC/AC变换器的第3端口和第一控制开关相连，双向DC/DC变换器的第3端口连接于储能电池，第一单向AC/DC变换器、第二单向DC/AC变换器和双向DC/DC变换器上的CAN2端口均连接于能量调配控制器的CAN2端口，能量调配控制器的CAN1端口和ATS功率切换箱的CAN1端口相连，ATS功率切换箱分别连接第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关，第二控制开关串联在交流母线(电网)和交流母线(局域网)之间。本技术进一步的优选方案：采用交流母线(电网)进行供电时，能量调配控制器通过CAN1端口给ATS功率切换箱发送指令，切断第二控制开关，接通第一控制开关、第三控制开关、第四控制开关，交流母线(电网)通过第一单向AC/DC变换器将电网上交流电转换为直流电并送到直流母线上，第二单向DC/AC变换器将从直流母线的电转换为恒定交流电并送到交流母线(局域网)上。能量调配控制器检测到储能电池需要充电时，能量调配控制器通过CAN2端口向第一单向AC/DC变换器的CAN2端口传送充电指令，交流母线(电网)通过第一单向AC/DC变换器将电网上交流电转换为直流电并通过单向二极管向双向DC/DC变换器的第1端口送电，双向DC/DC变换器根据能量调配控制器发送充电指令，对储能电池进行充电。在光伏板方阵进行发电时，能量调配控制器通过CAN2端口向第一单向AC/DC变换器的CAN2端口传送优先供电指令，光伏板方阵发电通过光伏并网逆变器及第一单向AC/DC变换器将直流电送第3端口、第4端口至直流母线和双向DC/DC的第1端口即充电口上，第二单向DC/AC变换器将从直流母线的电转换为恒定交流电并送到交流母线(局域网)上。当第二单向DC/AC变换器检测到用电负载变化时，第二单向DC/AC变换器通过CAN2端口向能量调配控制器发送输出功率调整请求，能量调配控制器根据优先级排序分别向第一单向AC/DC变换器发送功率调整变化指令，第一单向AC/DC变换器根据指令，分别对第一单向AC/DC变换器第4端口和第1端口进行调整(调节储能电池充电功率、交流母线输入功率)。夜间光伏方阵不发电，第二单向DC/AC变换器检测到用电负载用电情况并发送给能量调配控制器，能量调配控制器根据用电负载情况发送储能电池放电指令，储能电池通过双向变换器DC/DC、第二单向DC/AC变换器放电并将直流电转换为恒定交流电并送到交流母线(局域网)上。当夜间储能电池存电量不足给于负载供电时，能量调配控制器根据用电负载情况给第一单向AC/DC变换器发送增加功率调整指令，第一单向AC/DC变换器增加交流母线(电网)输入功率，此时交流母线(电网)和储能电池共同担负向负载输送电能。当夜间储能电池需要充电时，能量调配控制器根据用电负载情况给第一单向AC/DC变换器发送再增加功率调整指令，第一单向AC/DC变换器增加交流母线(电网)输入功率，此时交流母线(电网)担负向负载输送电能同时负担向储能电池充电的电能。当突然断电时，直流母线突然断电，系统将自动切换为储能电池通过双向变换器DC/DC、第二单向DC/AC变换器放电将直流电转换为恒定交流电并送到交流母线(局域网)上。当系统需要维护时，将ATS功率切换箱上转换开关切换到系统维护上，ATS功率切换箱将先切断第一控制开关后再接通第二控制开关，交流母线(电网)直接供电，第一单向AC/DC变换器、第二单向DC/AC变换器、双向变换器DC/DC将停止工作。与现有技术相比，本技术的优点在于：1、该局域网储能系统采用双网交流母线方式(电网、局域网)，它可以有效地掌握局域网内负载变化情况，根据负载变化情况做出相应的调配，有效提高系统发电效率以及其利用率；2、该局域网储能系统其内部采用共直流母线方式有效解决了母线内的负载自动平衡：交流母线(局域网)负载变化时，随之直流母线电压跟随变化，直流母线电压高了可以对储能电池充电，直流母线电压低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局域网储能系统，其特征在于包括光伏板方阵、光伏并网逆变器、变换器组件、储能电池、能量调配控制器、ATS功率切换箱、交流母线、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关，光伏板方阵和光伏并网逆变器相连，光伏并网逆变器通过第四控制开关连接变换器组件，变换器组件通过第一控制开关和第三控制开关连接于交流母线，第一控制开关和第三控制开关之间的交流母线上设置有第二控制开关，变换器组件连接于能量调配控制器和储量电池，能量调配控制器和ATS功率切换箱相连。

【技术特征摘要】
1.一种局域网储能系统，其特征在于包括光伏板方阵、光伏并网逆变器、变换器组件、储能电池、能量调配控制器、ATS功率切换箱、交流母线、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关，光伏板方阵和光伏并网逆变器相连，光伏并网逆变器通过第四控制开关连接变换器组件，变换器组件通过第一控制开关和第三控制开关连接于交流母线，第一控制开关和第三控制开关之间的交流母线上设置有第二控制开关，变换器组件连接于能量调配控制器和储量电池，能量调配控制器和ATS功率切换箱相连。2.根据权利要求1所述的一种局域网储能系统，其特征在于所述的变换器组件包括两两相连的第一单向AC/DC变换器、第二单向DC/AC变换器和双向DC/DC变换器，第一单向AC/DC变换器、第二单向DC/AC变换器和双向DC/DC变换器均和能量调配控制器相连，第一单向AC/DC变换器和第三控制开关相连，第二单向DC/AC变换器和第一控制开关相连，双向DC/DC变换器和储能电池相连。3.根据权利要求2所述的一种局域网储能系统，其特征在于所述的光伏并网逆电器的第1端口和第2端口分别连接光伏板方阵的正负极，光伏并网逆电器第3端口通过第四控制开关连接于第一单向AC/DC变换器的第2端口，第一单向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘存霖，熊宗保，樊忠，李川，
申请(专利权)人：宁波拜特测控技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33