一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统，包括：太阳能电池板、逆变器、蓄电池单元、汇流箱、数据采集器、控制器、以及并网柜。数据采集器采集太阳能电池板的发电数据、采集蓄电池的电量数据和采集厂区用电系统的耗电数据，并将发电数据、电量数据和耗电数据实时反馈给控制器；控制器控制基于发电数据、电量数据和耗电数据，在峰时段控制协调太阳能电池板和蓄电池单元共同向厂区电网供电、以及在谷时段控制蓄电池单元进行充电并保证电量处于饱和状态。通过太阳能电池板和蓄电池单元的合理布局，根据本实用新型专利技术的光伏储能系统达到消峰填谷的效果。

A Photovoltaic Energy Storage System for Peak-shaving and Valley-filling of Electricity Consumption

The utility model discloses a photovoltaic energy storage system used for peak shaving and valley filling of electricity consumption, which comprises a solar panel, an inverter, a battery unit, a shunt box, a data collector, a controller and a grid-connected cabinet. The data collector collects the power generation data of solar panels, the power consumption data of storage batteries and the power consumption data of the power system in the plant area, and feeds the power generation data, the power consumption data and the power consumption data back to the controller in real time. The controller controls the power generation data, the power consumption data and the power consumption data based on the power generation data, and coordinates the solar panels and the battery units to the plant area in the peak time. The power supply of the power grid and the charging of the storage battery unit during the valley period are controlled to ensure that the electricity is in a saturated state. According to the reasonable layout of solar panels and battery units, the photovoltaic energy storage system of this utility model achieves the effect of eliminating peak and filling valley.

【技术实现步骤摘要】
一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统
本技术涉及光伏发电系统应用领域，更具体地涉及一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统。
技术介绍
高峰时段和低谷时段的用电负荷的巨大差值，给电能的产生、调度带来了极大的困难。为了减少峰谷电时段用电需求的巨大差值，各地发改委和电网公司推出了峰谷电差异电价的政策，北京、江苏的一般工商业用电峰谷电差价达到了1元/kWh，上海、广东、天津等地的一般工商业用电峰谷电差价超过了0.8元/kWh。对于大工业用电而言，上海、江苏、广东、海南、江西、河南等地的峰谷电价差超过0.65元/kWh。在拉大峰谷电差价的同时，国家还在北京、唐山、佛山、苏州、上海五个城市开展需求侧响应业务试点，为在高峰用电时期积极响应用电负荷调度的用户单位提供财政补助。电能具有供需之间需要保持瞬时平衡的特性，但是由于电网负荷、新能源发电均存在周期性的高低波动规律，因此无论是在电网的负荷低谷时期，或者是平滑新能源发电的容量输出，均需要储能系统进行电力的供需平衡调节。储能电站的建设可以在供电层面带来以下的社会效益。功率平滑：解决可再生能源的间歇性和波动性对电网的冲击，提高电网供电质量；能源消纳：解决弃风、弃光、弃水、弃燃料等问题；供需平衡：缓解电能的供需矛盾问题，实现调频、调峰、应急、削峰填谷，提高能源利用率。供电可靠：提供备份电源，提高电网供电的安全性，实现能源的安全最重要的障。针对传统储能光伏电站存在的各种不足，需要利用光伏储能系统消峰填谷的新技术研发一种可完全消除厂区峰时电量的储能光伏系统。需要通过在厂区内合理的布置太阳能电池板和蓄电池，满足厂区峰平时段的耗电量，使消耗电网的峰平时电量为零，从而降低厂区耗电成本。
技术实现思路
本技术要解决的问题主要是厂区用电价格高、电网调峰困难的问题。本技术的目的是提供一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统，包括：太阳能电池板、逆变器、蓄电池单元、汇流箱、数据采集器、控制器、以及并网柜，其中：所述太阳能电池板经所述逆变器接入所述汇流箱；所述蓄电池单元直接接入所述汇流箱；所述太阳能电池板和所述蓄电池单元经所述汇流箱接入厂区电网；所述数据采集器采集太阳能电池板的发电数据、采集蓄电池的电量数据和采集厂区用电系统的耗电数据，并将所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据实时反馈给所述控制器；所述控制器控制基于所述数据采集器采集的所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据，在峰时段控制协调所述太阳能电池板和所述蓄电池单元共同向厂区电网供电、以及在谷时段控制所述蓄电池单元进行充电并保证电量处于饱和状态，其中所述峰时段指用电高峰时段，所述谷时段指低电价的用电低谷时段。进一步地，在所述峰时段和谷时段之外的其他时段，所述控制器控制将所述太阳能电池板产生的光伏电量优先供给厂区消耗，消耗不完的余电供给蓄电池单元充电，存储在所述蓄电池单元的蓄电池组中，不返送至厂区电网。根据厂区的峰平时耗电量设定所述太阳能电池板的装机容量和所述蓄电池单元的装机容量。所述蓄电池单元包括多个蓄电池组，可实现边充电边放电。通过太阳能电池板和蓄电池单元的合理布局，根据本技术的光伏储能系统达到消峰填谷的预计效果。相对于传统的光伏储能系统，该技术可以实现很多优点：其一，根据厂区的峰平时耗电量来合理布局太阳能电池板的装机容量和蓄电池的装机容量，保证太阳能电池板系统的容量最大化，太阳能电池板系统通过光生伏特效应产生清洁电能，供给厂区用电，在太阳能电池系统供给电量不足时，由蓄电池电量补充，蓄电池电量由夜间谷时段进行补充，使厂区峰平时用电量全部由太阳能电池系统和蓄电池提供(如图一所示)；其二，太阳能电池系统所产生的清洁电力，全部供给厂区使用，余电存储在蓄电池中，不返送至电网；其三，蓄电池组分为多个单元，可实现边充电边放电，解决可再生能源的间歇性和波动性对电网的冲击，提高电网供电质量；其四，可以极大的促进国电电网的消峰填谷(如图2所示)，缓解电能的供需矛盾问题，实现调频、调峰、应急、削峰填谷，提高能源利用率。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图1是电力系统用电需求图；图2是根据本技术的光伏储能系统示意图，其中1为太阳能电池板、2为逆变器、3为蓄电池单元、4为汇流箱、5为数据采集器、6为控制器、7为厂区电网、8为并网柜；图3是厂区耗电量削峰示意图；图4是电网削峰填谷示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术的技术方案进行具体说明。图1是电力系统用电需求图图2是根据本技术的光伏储能系统示意图。如图2所示，根据本技术的用于用电量削峰填谷的光伏储能系统包括：太阳能电池板(1)、逆变器(2)、蓄电池单元(3)、汇流箱(4)、数据采集器(5)、控制器(6)、以及并网柜(8)，其中：所述太阳能电池板经所述逆变器接入所述汇流箱；所述蓄电池单元直接接入所述汇流箱；所述太阳能电池板和所述蓄电池单元经所述汇流箱接入厂区电网；所述数据采集器采集太阳能电池板的发电数据、采集蓄电池的电量数据和采集厂区用电系统的耗电数据，并将所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据实时反馈给所述控制器；所述控制器控制基于所述数据采集器采集的所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据，在峰时段控制协调所述太阳能电池板和所述蓄电池单元共同向厂区电网供电、以及在谷时段控制所述蓄电池单元进行充电并保证电量处于饱和状态，其中所述峰时段指用电高峰时段，所述谷时段指低电价的用电低谷时段。根据本技术，夜间谷时段由电网使用低价电给蓄电池单元充电，白天峰时段由光伏系统电量和蓄电池单元给厂区供电，消除厂区的高价峰值用电量。本技术的特点是太阳能电池板的装机容量在屋顶资源充足的情况下，以能够提供厂区最高小时用电量为基准，安装太阳能电池板，剩余峰时段消耗电量即为蓄电池单元的容量；在屋顶资源不充足的情况下，以铺满有效面积的装机容量为准，剩余峰时段消耗电量即为蓄电池单元的容量。本技术的数据采集器的特点为可采集太阳能电池板的发电数据、采集蓄电池的电量数据和采集厂区用电系统的耗电数据。本技术的控制器通过采集蓄电池的电量数据，控制蓄电池在谷时段进行充电并保证电量处于饱和状态。本技术利用数据采集器采集厂区用电量、光伏电量及蓄电池剩余电量，通过控制器协调系统在谷时段为蓄电池补充电量，保证蓄电池电量处于饱和状态；在峰时段通过采集器对厂区所需电量的反馈，协调光伏系统和蓄电单元共同为厂区供电，消除厂区的峰值用电量；其他时段，光伏电量优先供给厂区消耗，消耗不完的部分供给蓄电池单元充电。本技术解决了厂区用电价格高、电网调峰困难的问题，充分利用了光伏储能系统，通过太阳能电池板和蓄电池单元的合理布局，达到消峰填谷的预计效果。图3是厂区耗电量削峰示意图。在图3中，S1为光伏发电量曲线、S2为厂区消峰前耗电量曲线，S3为厂区消峰后耗电量曲线。在光伏发电量曲线S1中，光伏发电量随着辐照量增加而增加，从早晨八点开始增加，中午处于最强状态，下午回落，于下午五点停止发电，发电量可供给厂区白天的电量消耗。厂区消峰前耗电量曲线S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统，其特征在于：所述系统包括，太阳能电池板、逆变器、蓄电池单元、汇流箱、数据采集器、控制器、以及并网柜，其中：所述太阳能电池板经所述逆变器接入所述汇流箱；所述蓄电池单元直接接入所述汇流箱；所述太阳能电池板和所述蓄电池单元经所述汇流箱接入厂区电网；所述数据采集器采集太阳能电池板的发电数据、采集蓄电池的电量数据和采集厂区用电系统的耗电数据，并将所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据实时反馈给所述控制器；所述控制器控制基于所述数据采集器采集的所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据，在峰时段控制协调所述太阳能电池板和所述蓄电池单元共同向厂区电网供电、以及在谷时段控制所述蓄电池单元进行充电并保证电量处于饱和状态，其中所述峰时段指用电高峰时段，所述谷时段指低电价的用电低谷时段。

【技术特征摘要】
1.一种用于用电量削峰填谷的光伏储能系统，其特征在于：所述系统包括，太阳能电池板、逆变器、蓄电池单元、汇流箱、数据采集器、控制器、以及并网柜，其中：所述太阳能电池板经所述逆变器接入所述汇流箱；所述蓄电池单元直接接入所述汇流箱；所述太阳能电池板和所述蓄电池单元经所述汇流箱接入厂区电网；所述数据采集器采集太阳能电池板的发电数据、采集蓄电池的电量数据和采集厂区用电系统的耗电数据，并将所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据实时反馈给所述控制器；所述控制器控制基于所述数据采集器采集的所述发电数据、所述电量数据和所述耗电数据，在峰时段控制协调所述太阳能电池板和所述蓄电池单元共同向厂区电网供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小勇，郭东鑫，杨小亮，凌云，郜霖强，
申请(专利权)人：上海振华重工电气有限公司，上海振华重工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31