一种光伏建筑一体化的直流微电网系统的制作方法

1.本发明属于直流微电网技术领域，具体涉及一种光伏建筑一体化的直流微电网系统。


背景技术：

2.光伏建筑一体化是一种将太阳能发电产品集成到建筑上的技术，光伏建筑—体化不同于光伏系统附着在建筑上的形式，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合，另一类是光伏方阵与建筑的集成，如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等，在这两种方式中，光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋面的结合，而微电网是以分布式电源为主，利用储能和控制装置进行实时调节，因此能够与光伏建筑一体化很好的结合。
3.公告号cn115173466a中公开了光伏-充电桩-建筑一体化交直流微网系统及控制方法，能够最大程度消纳自产光伏电力、大幅增加分布式光伏的利用率；
4.公告号cn106026856a中公开了一种水电光伏储能一体化微电网系统，能够将光伏发电微电网系统与水力发电蓄能相结合，能够将多余的光伏发电量以势能的方式进行储存；
5.上述专利通过直接消耗以及转换存储的方式将多余的电力进行利用，以达到减少储电池的利用，降低成本的目的，然而在实际应用中，储电池对电量的存储是最为稳定的，并且可以实现“即用即充”的功能，采用对新能源汽车充电的方式消纳光伏电力存在极大的不确定性，受到新能源汽车数量的影响较大，而通过水利发电蓄能前提投入也较大，故如何在采用储电池的前提下，实现光伏建筑一体化微电网系统重的运行稳定、能量利用高效是目前丞需改进的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，在采用储电池的前提下，还能够实现直流微电网运行稳定、能量利用高效的功能，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，包括光伏发电系统、直流微电网子系统和建筑物负载系统，所述光伏发电系统包括光伏电池板、光伏逆变器和电池组，所述光伏电池板与光伏逆变器连接，并通过所述光伏逆变器将太阳能转化为直流电能，所述电池组用于储存光伏发电系统产生的电能；
8.所述直流微电网子系统包括直流-直流变换器和直流负载，所述光伏逆变器和直流-直流变换器通过直流母线连接，所述直流-直流变换器用于将光伏发电系统产生的直流电能转化为直流微电网子系统所需的电能，所述直流负载连接直流-直流变换器，用于消耗直流微电网子系统所提供的电能；
9.直流微电网子系统还包括直流电池组，所述直流电池组连接直流母线和直流-直
流变换器，用于储存直流微电网子系统产生的电能；直流微电网子系统还包括直流-交流变换器，所述直流-交流变换器连接直流母线和交流电网，用于将直流微电网子系统产生的电能转化为交流电能，以供交流负载使用；
10.所述建筑物负载系统包括建筑物内的直流负载和交流负载，所述直流负载连接直流微电网子系统，所述交流负载连接交流电网。
11.作为本发明中一种优选的技术方案，所述直流微电网子系统还包括控制器，所述控制器连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器和直流电池组，用于控制光伏发电系统、直流微电网子系统和直流电池组的运行状态，以保证系统的稳定运行。
12.作为本发明中一种优选的技术方案，所述直流微电网子系统还包括监测模块，所述监测模块与控制器连接，通过所述控制器连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器、直流电池组，该控制器用于监测系统的运行状态和电能的产生、储存和消耗情况。
13.作为本发明中一种优选的技术方案，所述直流微电网子系统还包括通信模块，所述通信模块与监测模块连接，并通过监测模块连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器、直流电池组、控制器，用于实现系统的远程监控和控制。
14.作为本发明中一种优选的技术方案，还包括安全保护模块，所述安全保护模块与所述直流微电网子系统连接，用于保护系统的安全运行，防止电池过充、过放和短路的故障。
15.作为本发明中一种优选的技术方案，所述建筑物负载系统还包括智能电网管理模块，该智能电网管理模块用于实时监测和控制建筑物的能源消耗，并根据电力需求和供应情况，自动调整建筑物的能源使用模式，以最大程度地提高能源利用效率。
16.作为本发明中一种优选的技术方案，所述光伏发电系统中的电池组上连接有智能能量管理模块，用于实时监测和控制电池组的充放电过程，以优化能量利用效率和蓄电能力，该智能能量管理模块模块根据太阳能发电和负载需求因素，智能调节电池组的充放电策略，确保最佳的能量存储和利用效果。
17.作为本发明中一种优选的技术方案，所述光伏发电系统中的电池组采用优化充放电管理策略，通过精确控制充电和放电过程中的电流、电压和温度等参数，减少能量损失和电池寿命的影响，从而提高蓄电能力。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.在本发明中，直流微电网系统具有结构简单、运行稳定、能量利用高效的优点，采用直流电池组，并对光伏发电系统的电池组的能量进行实时监测和智能管理，保证电量的最佳利用，更加适用于建筑物内部的电能供应和管理，完善了现有直流微电网在实际应用中的不同，并且电池组使用稳定，制备工艺成熟，在后期的布置中难度也较低，具有良好的推广功能。
附图说明
20.图1为本发明的系统图。
21.图中：100、光伏发电系统；200、直流微电网子系统；300、建筑物负载系统。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，包括光伏发电系统100、直流微电网子系统200和建筑物负载系统300，光伏发电系统100包括光伏电池板、光伏逆变器和电池组，光伏电池板与光伏逆变器连接，并通过光伏逆变器将太阳能转化为直流电能，电池组用于储存光伏发电系统100产生的电能；
24.直流微电网子系统200包括直流-直流变换器和直流负载，光伏逆变器和直流-直流变换器通过直流母线连接，直流-直流变换器用于将光伏发电系统100产生的直流电能转化为直流微电网子系统200所需的电能，直流负载连接直流-直流变换器，用于消耗直流微电网子系统200所提供的电能；
25.直流微电网子系统200还包括直流电池组，直流电池组连接直流母线和直流-直流变换器，用于储存直流微电网子系统200产生的电能；直流微电网子系统200还包括直流-交流变换器，直流-交流变换器连接直流母线和交流电网，用于将直流微电网子系统200产生的电能转化为交流电能，以供交流负载使用；
26.建筑物负载系统300包括建筑物内的直流负载和交流负载，直流负载连接直流微电网子系统200，交流负载连接交流电网。
27.本实施例中，直流微电网子系统200还包括控制器，控制器连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器和直流电池组，用于控制光伏发电系统100、直流微电网子系统200和直流电池组的运行状态，以保证系统的稳定运行。
28.本实施例中，直流微电网子系统200还包括监测模块，监测模块与控制器连接，通过控制器连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器、直流电池组，该控制器用于监测系统的运行状态和电能的产生、储存和消耗情况。
29.本实施例中，直流微电网子系统200还包括通信模块，通信模块与监测模块连接，并通过监测模块连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器、直流电池组、控制器，用于实现系统的远程监控和控制。
30.本实施例中，还包括安全保护模块，安全保护模块与直流微电网子系统200连接，用于保护系统的安全运行，防止电池过充、过放和短路的故障。
31.本实施例中，建筑物负载系统300还包括智能电网管理模块，该智能电网管理模块用于实时监测和控制建筑物的能源消耗，并根据电力需求和供应情况，自动调整建筑物的能源使用模式，以最大程度地提高能源利用效率。
32.本实施例中，光伏发电系统100中的电池组上连接有智能能量管理模块，用于实时监测和控制电池组的充放电过程，以优化能量利用效率和蓄电能力，该智能能量管理模块模块根据太阳能发电和负载需求因素，智能调节电池组的充放电策略，确保最佳的能量存储和利用效果。
33.本实施例中，光伏发电系统100中的电池组采用优化充放电管理策略，通过精确控制充电和放电过程中的电流、电压和温度等参数，减少能量损失和电池寿命的影响，从而提
高蓄电能力。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例(详见上述详尽的描述)，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，包括光伏发电系统(100)、直流微电网子系统(200)和建筑物负载系统(300)，其特征在于：所述光伏发电系统(100)包括光伏电池板、光伏逆变器和电池组，所述光伏电池板与光伏逆变器连接，并通过所述光伏逆变器将太阳能转化为直流电能，所述电池组用于储存光伏发电系统(100)产生的电能；所述直流微电网子系统(200)包括直流-直流变换器和直流负载，所述光伏逆变器和直流-直流变换器通过直流母线连接，所述直流-直流变换器用于将光伏发电系统(100)产生的直流电能转化为直流微电网子系统(200)所需的电能，所述直流负载连接直流-直流变换器，用于消耗直流微电网子系统(200)所提供的电能；直流微电网子系统(200)还包括直流电池组，所述直流电池组连接直流母线和直流-直流变换器，用于储存直流微电网子系统(200)产生的电能；直流微电网子系统(200)还包括直流-交流变换器，所述直流-交流变换器连接直流母线和交流电网，用于将直流微电网子系统(200)产生的电能转化为交流电能，以供交流负载使用；所述建筑物负载系统(300)包括建筑物内的直流负载和交流负载，所述直流负载连接直流微电网子系统(200)，所述交流负载连接交流电网。2.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，其特征在于：所述直流微电网子系统(200)还包括控制器，所述控制器连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器和直流电池组，用于控制光伏发电系统(100)、直流微电网子系统(200)和直流电池组的运行状态，以保证系统的稳定运行。3.根据权利要求2所述的一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，其特征在于：所述直流微电网子系统(200)还包括监测模块，所述监测模块与控制器连接，通过所述控制器连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器、直流电池组，该控制器用于监测系统的运行状态和电能的产生、储存和消耗情况。4.根据权利要求3所述的一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，其特征在于：所述直流微电网子系统(200)还包括通信模块，所述通信模块与监测模块连接，并通过监测模块连接光伏逆变器、直流-直流变换器、直流-交流变换器、直流电池组、控制器，用于实现系统的远程监控和控制。5.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，其特征在于：还包括安全保护模块，所述安全保护模块与所述直流微电网子系统(200)连接，用于保护系统的安全运行。6.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，其特征在于：所述建筑物负载系统(300)还包括智能电网管理模块，该智能电网管理模块用于实时监测和控制建筑物的能源消耗，并根据电力需求和供应情况，自动调整建筑物的能源使用模式，以最大程度地提高能源利用效率。7.根据权利要求1所述的一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，其特征在于：所述光伏发电系统(100)中的电池组上连接有智能能量管理模块，用于实时监测和控制电池组的充放电过程，该智能能量管理模块模块根据太阳能发电和负载需求因素，智能调节电池组的充放电策略，确保最佳的能量存储和利用效果。8.根据权利要求7所述的一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，其特征在于：所述光
伏发电系统(100)中的电池组采用优化充放电管理策略，通过精确控制充电和放电过程中的电流、电压和温度等参数。

技术总结
本发明公开了一种光伏建筑一体化的直流微电网系统，包括光伏发电系统、直流微电网子系统和建筑物负载系统，所述光伏发电系统包括光伏电池板、光伏逆变器和电池组，所述光伏电池板与光伏逆变器连接，并通过所述光伏逆变器将太阳能转化为直流电能，所述电池组用于储存光伏发电系统产生的电能；在本发明中，直流微电网系统具有结构简单、运行稳定、能量利用高效的优点，采用直流电池组，并对光伏发电系统的电池组的能量进行实时监测和智能管理，保证电量的最佳利用，更加适用于建筑物内部的电能供应和管理，完善了现有直流微电网在实际应用中的不同，并且电池组使用稳定，制备工艺成熟，在后期的布置中难度也较低，具有良好的推广功能。能。能。


技术研发人员：邓鑫 刘伶林 张玲 马武兴 奉顺林 李晟 吴咏昆 谢文 熊湜
受保护的技术使用者：珠海中建兴业绿色建筑设计研究院有限公司 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 珠海兴业节能科技有限公司 湖南水发兴业科技有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/10/7