一种基于太阳能储能的供电管理系统的制作方法

1.本发明涉及一种太阳能储能供电系统，尤其涉及一种基于太阳能储能的供电管理系统。


背景技术：

2.目前，随着科技的发展、能源面临危机，使得新能源技术不断的发展，例如，太阳能光伏发电、风力发电等技术。一般地，光伏发电、风力发电等产生的电能需要用蓄电池进行储存。尤其是光伏发电，通过对储能充放的控制，实现储能在用电峰谷的自动控制，对于用电企业特别是用电大户而言，其正常的用电量往往集中于用电高峰，而此时由于用电量的需求较大，因此电费往往远远高于用电低峰时的电费价格，造成了用电企业生产成本的大大提高。虽然目前在电网中运用了削峰填谷的用电策略，但是由于一些用电企业储备电能的能力较差，因此未达到预期的削峰填谷的目的。
3.因此，如何提供一种能够自动控制太阳能储能供电，实现削峰填谷是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种基于太阳能储能的供电管理系统，克服现有技术的不足，可以在用电低峰时将电能进行存储，用电高峰时发出使用，同时能根据市电情况和天气情况进行供电的自动调节。
5.为实现上述目的，本发明公开了一种基于太阳能储能的供电管理系统，包括：储能单元、主控单元、采集单元、监测单元、调度单元、保护单元、预测单元、逆变单元、升压单元和阈值管理单元；
6.所述储能单元通过所述逆变单元和所述升压单元接入负载，所述逆变电源用于将直流电转变为交流电，所述升压单元用于提升供电电压；
7.所述阈值管理单元与所述预测单元连接，所述阈值管理单元内存储有安全运行参数阈值和光强阈值；
8.所述采集单元、监测单元、调度单元、保护单元、预测单元均与所述主控单元电连接，所述采集单元获取天气信息及市电状态信息，通过所述主控单元将天气信息和市电状态信息发送至所述预测单元，所述预测单元基于天气信息和市电状态信息和光照强度阈值计算出供电策略，并将供电策略发送至所述调度单元，所述调度单元基于供电策略进行供电控制，所述监测单元实时获取所述储能单元运行参数，并将运行参数发送至所述保护单元，所述保护单元通过将运行参数和安全运行参数阈值进行对比，得到运行环境安全状态，当超出安全运行参数阈值范围时，触发警报并断开供电。
9.进一步的，供电管理系统还设置有静态开关，所述升压单元通过所述静态开关接入所述负载，当所述保护单元发出警报时，将所述静态开关置入旁路，断开供电。
10.进一步的，供电管理系统还设置有人机交互单元，所述人机交互单元与所述主控
单元连接，用于人工控制充放电和显示当前监测数据。
11.进一步的，所述供电策略具体包括：直供电模式、储电模式、混合模式和储能供电模式；
12.所述直供电模式为发电单元直接向负载供电；
13.所述储电模式为发电单元仅进行电能存储，当所述储电单元满容量后，自动切换为直供电模式；
14.所述混合模式为发电单元部分向负载供电，其余部分进行电能存储，当所述储能单元满容量后，自动切换为直供电模式；
15.所述储能供电模式为所述储能单元向负载供电。
16.进一步的，供电决策生成方法为：
17.所述储能单元的充电/放电电流由所述预测单元通过天气信息、市电的峰-平-谷电价和所述储电单元当前储电量计算得出供电策略；
18.当电价为峰电电价，无储能时，供电策略为直供电模式；
19.当光照强度大于光强阈值，电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为混合模式；
20.当光照强度大于光强阈值，有储能时，供电策略为直供电模式和储能供电模式；
21.当光照强度小于光强阈值、电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为储能模式；
22.当光照强度小于光强阈值，有储能时，供电模式为直供电模式。
23.进一步的，所述保护单元用于所述储能单元的单体过充保护、单体过放保护、总体过充保护、总体过放保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护、温度保护、电芯失效保护和满充判定。
24.进一步的，所述主控单元通过通讯单元与所述人机交互单元通讯连接。
25.本发明的一种基于新能源储能的供电管理系统的有益效果为：通过获取市电信息、天气信息等，依据决策规则，做出决策指令，基于决策指令对新能源供电端和储能端进行供能控制，通过通过保护单元对电路进行保护，进而能够自动控制储能供电，实现削峰填谷。
附图说明
26.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.图1是本发明的供电管理系统结构示意图。
28.图2是本发明的静态开关结构示意图。
29.其中，1为储能单元，2为主控单元，3为采集单元，4为监测单元，5为调度单元，6为保护单元，7为预测单元，8为逆变单元，9为升压单元，10为静态开关，11为人机交互单元，12为通讯单元，13为阈值管理单元。
具体实施方式
30.下面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。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
31.本技术公开了一种基于太阳能储能的供电管理系统，包括：储能单元1、主控单元2、采集单元3、监测单元4、调度单元5、保护单元6、预测单元7、逆变单元8、升压单元9和阈值管理单元13；
32.储能单元1通过逆变单元8和升压单元接入负载，8逆变电源用于将直流电转变为交流电，升压单元9用于提升供电电压；
33.阈值管理单元与预测单元连接，阈值管理单元内存储有安全运行参数阈值和光强阈值；
34.采集单元3、监测单元4、调度单元5、保护单元6、预测单元7均与主控单元2电连接，采集单元3获取天气信息及市电状态信息，通过主控单元2将天气信息和市电状态信息发送至预测单元7，预测单元7基于天气信息和市电状态信息和光照强度阈值计算出供电策略，并将供电策略发送至调度单元5，调度单元5基于供电策略进行供电控制，监测单元4实时获取储能单元1运行参数，并将运行参数发送至保护单元6，保护单元6通过将运行参数和安全运行参数阈值进行对比，得到运行环境安全状态，当超出安全运行参数阈值范围时，触发警报并断开供电。
35.为进一步优化上述技术方案，供电管理系统还设置有静态开关10，升压单元9通过静态开关10接入负载，当保护单元6发出警报时，将静态开关10置入旁路，断开供电。
36.为进一步优化上述技术方案，供电管理系统还设置有人机交互单元11，人机交互单元11与主控单元2连接，用于人工控制充放电和显示当前监测数据。
37.为进一步优化上述技术方案，供电策略具体包括：直供电模式、储电模式、混合模式和储能供电模式；
38.直供电模式为发电单元直接向负载供电；
39.储电模式为发电单元仅进行电能存储，当储电单元1满容量后，自动切换为直供电模式；
40.混合模式为发电单元部分向负载供电，其余部分进行电能存储，当储能单元1满容量后，自动切换为直供电模式；
41.储能供电模式为储能单元1向负载供电。
42.为进一步优化上述技术方案供电决策生成方法为：
43.储能单元1的充电/放电电流由预测单元7通过天气信息、市电的峰-平-谷电价和储电单元1当前储电量计算得出供电策略；
44.当电价为峰电电价，无储能时，供电策略为直供电模式；
45.当光照强度大于光强阈值，电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为混合模式；
46.当光照强度大于光强阈值，有储能时，供电策略为直供电模式和储能供电模式；
47.当光照强度小于光强阈值、电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为储能模式；
48.当光照强度小于光强阈值，有储能时，供电模式为直供电模式。
49.为进一步优化上述技术方案，保护单元6用于储能单元1的单体过充保护、单体过放保护、总体过充保护、总体过放保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护、温度保护、电芯失效保护和满充判定。
50.为进一步优化上述技术方案，主控单元2通过通讯单元12与人机交互单元11通讯连接。
51.主控单元2连接有采集单元3，采集单元3实时获取当前的天气信息和市电信息，天气信息为有无阳光，市电信息为当前市电峰谷状态，具体的，采集单元3可以为光照度传感器，光照度传感器将光照度大小转换成电信号发送至主控单元2，主控单元2将数据发送至预测单元7，预测单元7根据预设的范围判断当前光照强度以及是否有阳光，实时进行获取监测，提高了系统的灵敏度，预测单元为内设置有阈值判断算法，根据天气情况、电价情况和储能单元1的储能情况进行计算，得到当前系统的供电模式；
52.其决策方式如表1所示：
53.表1决策类别
[0054][0055]
其中，若当前光照强度小于光强阈值，电价为峰、平、谷电电价；当电价为峰电电价，无储能时，供电策略为直供电模式；当光照强度大于光强阈值，电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为混合模式；当光照强度大于光强阈值，有储能时，供电策略为直供电模式和储能供电模式；当光照强度小于光强阈值、电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为储能模式；当无阳光，有储能时，供电模式为直供电模式。
[0056]
其中，直供电模式为发电单元直接向负载供电；储电模式为发电单元仅进行电能存储，当储电单元满容量后，自动切换为直供电模式；混合模式为发电单元部分向负载供电，其余部分进行电能存储，当储电单元满容量后，自动切换为直供电模式；储能供电模式为所述储能单元向负载供电。
[0057]
监测单元4与主控单元2连接，用于监测储能单元1的工作状态以及储能状态，并将数据发送至主控单元2，主控单元2将工作状态发送至保护单元6，保护单元根据工作状态进行储能单元的工作保护，具体包括单体过充保护、单体过放保护、总体过充保护、总体过放保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护、温度保护、电芯失效保护和满充判定，并通过声光报警的方式进行警报，监测单元4为各种传感器，获取储能单元1的工作参数，包括电
流、电压、温度、湿度和容量，通过实时获取储能单元1的工作状态，对储能单元1进行保护，提高了系统的工作安全性；
[0058]
逆变单元8具体包括独立逆变器和并网逆变器，独立逆变器通过升压单元9后直接进行负载供电，并网逆变器通过升压单元9后接入市电，使得本系统能够同时进行离网供电和并网供电，并且新能源接入设置有并网逆变器，可在相应供电模式下直接进行并网供电，现有新能源供电系统进行实现单一的离网供电或者并网供电，本技术通过在不同端口设置多个逆变器，实现了多种选择的供电方式，提高了工作效益；
[0059]
如图2所示为本技术的静态开关，逆变器正常工作时，s1导通，s2关断，逆变器通过s1为负载供电；当逆变器因故障退出供电时，s1关断，s2导通，由市电旁路继续为负载供电，本技术的静态开关具备欠压保护/过压保护：当输入交流欠压或过压时，设备会自动转向另一路电源；智能检测：任一时刻，某一路市电断电(含人工切换)，设备会自动切换到另一路。提高了设备运行的安全性。
[0060]
阈值管理单元13内设置有安全运行参数阈值和光强阈值；
[0061]
还设置有人机交互单元，具体可以为可联网的移动终端或固定终端，人机交互单元通过通讯单元与主控单元连接，使用人员可以通过人机交互单元查看当前储电单元的供电信息，获取运行参数，并手动控制供电状态，当发生紧急状态时，可以直接关断供电电路，保证系统运行的安全性。
[0062]
使用者通过人机交互单元输入或修改阈值管理单元中的安全运行参数阈值和光强阈值，以适应不同环境和经纬度的场景，进而影响不同适配模式的生成，从而确定当前环境最适合的运行模式。
[0063]
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

技术特征：
1.一种基于太阳能储能的供电管理系统，其特征在于，包括：储能单元（1）、主控单元（2）、采集单元（3）、监测单元（4）、调度单元（5）、保护单元（6）、预测单元（7）、逆变单元（8）、升压单元（9）和阈值管理单元（13）；所述储能单元（1）通过所述逆变单元（8）和所述升压单元接入负载，所述（8）逆变电源用于将直流电转变为交流电，所述升压单元（9）用于提升供电电压；所述阈值管理单元与所述预测单元连接，所述阈值管理单元内存储有安全运行参数阈值和光强阈值；所述采集单元（3）、监测单元（4）、调度单元（5）、保护单元（6）、预测单元（7）均与所述主控单元（2）电连接，所述采集单元（3）获取天气信息及市电状态信息，通过所述主控单元（2）将天气信息和市电状态信息发送至所述预测单元（7），所述预测单元（7）基于天气信息和市电状态信息和光照强度阈值计算出供电策略，并将供电策略发送至所述调度单元（5），所述调度单元（5）基于供电策略进行供电控制，所述监测单元（4）实时获取所述储能单元（1）运行参数，并将运行参数发送至所述保护单元（6），所述保护单元（6）通过将运行参数和安全运行参数阈值进行对比，得到运行环境安全状态，当超出安全运行参数阈值范围时，触发警报并断开供电。2.基于权利要求1所述的一种基于太阳能储能的供电管理系统，其特征在于，供电管理系统还设置有静态开关（10），所述升压单元（9）通过所述静态开关（10）接入所述负载，当所述保护单元（6）发出警报时，将所述静态开关（10）置入旁路，断开供电。3.基于权利要求1所述的一种基于太阳能储能的供电管理系统，其特征在于，供电管理系统还设置有人机交互单元（11），所述人机交互单元（11）与所述主控单元（2）连接，用于人工控制充放电和显示当前监测数据。4.基于权利要求1所述的一种基于太阳能储能的供电管理系统，其特征在于，所述供电策略具体包括：直供电模式、储电模式、混合模式和储能供电模式；所述直供电模式为发电单元直接向负载供电；所述储电模式为发电单元仅进行电能存储，当所述储电单元（1）满容量后，自动切换为直供电模式；所述混合模式为发电单元部分向负载供电，其余部分进行电能存储，当所述储能单元（1）满容量后，自动切换为直供电模式；所述储能供电模式为所述储能单元（1）向负载供电。5.基于权利要求4所述的一种基于太阳能储能的供电管理系统，其特征在于，供电决策生成方法为：所述储能单元（1）的充电/放电电流由所述预测单元（7）通过天气信息、市电的峰-平-谷电价和所述储电单元（1）当前储电量计算得出供电策略；当电价为峰电电价，无储能时，供电策略为直供电模式；当光照强度大于光强阈值，电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为混合模式；当光照强度大于光强阈值，有储能时，供电策略为直供电模式和储能供电模式；当光照强度小于光强阈值、电价为平、谷电价，无储能时，供电策略为储能模式；当光照强度小于光强阈值，有储能时，供电模式为直供电模式。6.基于权利要求1所述的一种基于太阳能储能的供电管理系统，其特征在于，所述保护
单元（6）用于所述储能单元（1）的单体过充保护、单体过放保护、总体过充保护、总体过放保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护、温度保护、电芯失效保护和满充判定。7.基于权利要求3所述的一种基于太阳能储能的供电管理系统，其特征在于，所述主控单元（2）通过通讯单元（12）与所述人机交互单元（11）通讯连接。

技术总结
本发明提供一种基于太阳能储能的供电管理系统，储能单元通过逆变单元和升压单元后接入负载，逆变电源将直流电转变为交流电，升压单元提升供电电压；采集单元、监测单元、调度单元、保护单元、预测单元均与主控单元电连接，阈值管理单元与所述预测单元连接，采集单元获取天气信息及市电状态信息，通过主控单元将天气信息和市电状态信息发送至预测单元，预测单元基于天气信息和市电状态信息计算出供电策略，并将供电策略发送至调度单元，调度单元基于供电策略进行供电控制，监测单元实时获取储能单元运行参数，并将运行参数发送至保护单元，保护单元通过将运行参数和阈值进行对比，得到运行环境安全状态，当状态错误时，触发警报并断开供电。开供电。开供电。


技术研发人员：刘端
受保护的技术使用者：河北天乾地坤科技有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/25