一种一体化光伏发电储能系统的制作方法

专利检索2026-07-26  4


本发明涉及电力系统,具体为一种一体化光伏发电储能系统。


背景技术:

1、21世纪以来,全球能源结构加快调整,基本趋势是实现化石能源体系向低发展,全球能源转型已由起步蓄力期转向全面加速期,正在推动全球能源和工业体系加快演变重构。加快发展可再生能源、实施可再生能源替代行动,是推进能源革命和构建清洁低碳、安全高效能源体系的重大举措。其中,太阳能作为可再生能源的重要组成部分,具有普遍性、清洁性、长久性等优点,将是引领全球能源革命的主力军。光伏储能一体化技术是将太阳能光伏发电和能量储存两大核心技术结合起来的一种新兴的能源解决方案。它通过将光伏发电系统和储能系统集成在一起,使得太阳能的利用更加高效和可持续。

2、目前,传统的一体化光伏发电储能系统在实现和使用时,大多是倾向于光伏发电如何实现一体化的并网发电,即通过光伏发电促进电力系统的使用。以上的这种一体化光伏发电储能系统在使用过程中就需要建立起大规模的光伏发电站,只有提高光伏发电的装机总量才能对电网起到深远的促进作用,但是其需要投入大量的成本进行建设,无法做到很好的实用性,在很大的程度上限制了一体化光伏发电储能系统的发展。


技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足,本发明基于电力系统进行实现,采用光伏发电单元和电能存储单元实现光伏电能的获取,并通过电能存储单元实现对电能的存储,实现光伏发电存储一体化,并且光伏发电采用集中和分散相结合的形式实现,利用计费单元实现对光伏发电收益进行体现,促进用户的光伏发电加入,实现光伏发电与用户的一体化,再通过供能转换单元,监测均衡单元和并网控制单元,实现在保证用户供电有效满足的情况下,实现光伏发电系统的并网发电,实现了光伏发电与电网之间的一体化。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种一体化光伏发电储能系统,基于电力系统实现,所述一体化光伏发电储能系统与电力系统之间实现联网使用,所述一体化光伏发电储能系统包括:

5、光伏发电单元,用于实现光伏发电的功能,主要包括光伏板及其相对应的光伏发电控制设备组成,用于对本系统的电能输入功能;

6、电能存储单元,用于对来自光伏发电和外部电网输入的电能实现存储操作,由电池组组成;

7、供能转换单元,用于对光伏发电的电能使用方向实现转换操作,用于对电能存储单元的储能和放能进行转换操作,完成精准的光伏发电对电网的支撑以及用户电能的使用;

8、监测均衡单元,用于实现对用户端、电网端和发电端的电负荷的情况进行实时的监测操作,并依据监测到的实时数据实现对系统内电能的均衡操作;

9、并网控制单元,实现对光伏发电的电能以及用户电能使用的并网控制,达到发电补偿电网和用户用电的自我满足功能;

10、计费单元,用于对光伏发电补偿电网和用户使用电网电能的计费计算操作,实现光伏发电的收益体现。

11、优选的,所述光伏发电单元包括集中光伏发电模块和分布光伏发电模块;

12、所述集中光伏发电模块采用大面积的光伏板安装进行发电操作,具有装机容量大和光伏发电使用辐射区域广的优点,包括光伏发电站;

13、所述分布光伏发电模块采用的是基于建筑或者小面积区域进行光伏发电板的安装,实现通过光伏发电对单一用户或者一个较小区域内进行电能供应操作。

14、优选的,所述电能存储单元采用的铅酸电池,所述电能存储单元设置有若干组的铅酸电池组,每组所述铅酸电池组的数量均相同设置。

15、优选的,所述供能转换单元的实现,包括以下三个方面:

16、a、当电网用电量负荷大于光伏发电所产生的电量,并且用户的用电量小于光伏发电所产生的电量的情况下,此时光伏发电在保证用户正常用的负荷的前提下将所产生的电量输送到电网,并启动电能储存单元同时向电网供电;

17、b、当电网用电量负荷大于光伏发电所产生的电量,并且用户用电量大于或等于光伏发电所产生的电量的情况下,此时首先基于电能存储单元对用户端进行供电,光伏发电则全部输入到电网之中,实现并网发电;若电网负荷先降低,则将光伏发电转换到用户端进行发电使用;若电能存储单元电量先用完,则将光伏发电产能转换至用户端,并在后期用电低峰端对电能存储单元进行光伏发电充能;

18、c、当电网用电量负荷小于光伏发电所产生的电量时,此时用户端所使用的电量全面由光伏发电供能,并且同时对电能存储单元进行充电操作。

19、优选的,所述监测均衡单元的使用,包括以下的步骤;

20、s11:在用户端、电网端和光伏发电端安装监测设备,完成对一体化系统之中的各项数据的监测操作;

21、s12:对监测到的数据进行采集操作,并将采集到的数据汇总到处理系统之中,完成对监测基础数据的收集;

22、s13:基于采集到的数据进行电能的均衡操作,基于电网用电负荷的均衡操作,若电网用电负荷增大,此时均衡系统会在满足用户用电的前提下,启动电能存储单元实现电网供电和直接将光伏发电单元并网发电,保证电网用电负荷的稳定,若电网用电负荷减小,而用户端用电负荷增大,此时光伏发电单元直接接入电能存储单元进行发电,并通过电能存储单元实现对用户端的供电,并利用电网进行辅助供电或电能存储单元的充能。

23、优选的,所述步骤11中的监测数据包括实现对用户端的实时用电负荷进行监测,实现对电网的接收和输出电能负荷情况进行监测,实现对光伏发电端的发电总量和电能各流向负荷进行检测。

24、优选的,所述步骤13中均衡操作可以基于光伏发电单元进行均衡,对光伏发电单元的总装机量以及电能存储单元内电能量进行汇总,当用户端的用电量大于光伏发电单元的总装机量和电能存储单元内电量达到使用警戒线时,此时接入电网供电,当用户端的用电量小于光伏发电单元的总装机量,此时首先保证对电能存储进行充能完成,然后将光伏发电单元并网对电网进行送电。

25、优选的,所述计费单元的实现,包括以下的步骤:

26、s21:对光伏发电并网电价的制定以及对用户端使用电网电价的制定;

27、s22:基于用户端进行光伏发电并网电量的统计和用户端对使用电网电量的统计;

28、s23:将光伏发电并网电量乘以并网电价得出光伏发电收益,将电网电价乘以电网用电量得出用电价格,将光伏发电收益减去用电价格得出用电总价。

29、(三)有益效果

30、与现有技术相比,本发明提供了一种一体化光伏发电储能系统,具备以下有益效果:本发明基于电力系统进行实现,采用光伏发电单元和电能存储单元实现光伏电能的获取,并通过电能存储单元实现对电能的存储,电能的存储不再或者减少对电网电能的依赖,实现光伏发电存储一体化;并且光伏发电采用集中和分散相结合的形式实现,以集中光伏发电为光伏获能的基础,利用计费单元实现对光伏发电收益进行体现,促进更多用户的光伏发电加入,有效的增加光伏发电的总量和减少对集中光伏发电的依赖,实现光伏发电与用户的一体化;再通过供能转换单元,监测均衡单元和并网控制单元,实现在用户供电有效满足的情况下,实现光伏发电系统的并网发电,实现了光伏发电与电网之间的一体化,有效的实现光伏发电、储能系统、用户用电和电网供电的多方面一体化。


技术特征:

1.一种一体化光伏发电储能系统,基于电力系统实现,其特征在于,所述一体化光伏发电储能系统与电力系统之间实现联网使用,所述一体化光伏发电储能系统包括:

2.根据权利要求1所述的一种一体化光伏发电储能系统,其特征在于,所述光伏发电单元包括集中光伏发电模块和分布光伏发电模块;

3.根据权利要求1所述的一种一体化光伏发电储能系统,其特征在于,所述电能存储单元采用的铅酸电池,所述电能存储单元设置有若干组的铅酸电池组,每组所述铅酸电池组的数量均相同设置。

4.根据权利要求1所述的一种一体化光伏发电储能系统,其特征在于,所述供能转换单元的实现,包括以下三个方面:

5.根据权利要求1所述的一种一体化光伏发电储能系统,其特征在于:所述监测均衡单元的使用,包括以下的步骤;

6.根据权利要求5所述的一种一体化光伏发电储能系统,其特征在于,所述步骤11中的监测数据包括实现对用户端的实时用电负荷进行监测,实现对电网的接收和输出电能负荷情况进行监测,实现对光伏发电端的发电总量和电能各流向负荷进行检测。

7.根据权利要求5所述的一种一体化光伏发电储能系统,其特征在于,所述步骤13中均衡操作可以基于光伏发电单元进行均衡,对光伏发电单元的总装机量以及电能存储单元内电能量进行汇总,当用户端的用电量大于光伏发电单元的总装机量和电能存储单元内电量达到使用警戒线时,此时接入电网供电,当用户端的用电量小于光伏发电单元的总装机量,此时首先保证对电能存储进行充能完成,然后将光伏发电单元并网对电网进行送电。

8.根据权利要求1所述的一种一体化光伏发电储能系统,其特征在于,所述计费单元的实现,包括以下的步骤:


技术总结
本发明公开了一种一体化光伏发电储能系统,本发明基于电力系统进行实现,采用光伏发电单元和电能存储单元实现光伏电能的获取,并通过电能存储单元实现对电能的存储,实现光伏发电存储一体化,并且光伏发电采用集中和分散相结合的形式实现,利用计费单元实现对光伏发电收益进行体现,促进用户的光伏发电加入,实现光伏发电与用户的一体化,再通过供能转换单元,监测均衡单元和并网控制单元,实现在保证用户供电有效满足的情况下,实现光伏发电系统的并网发电,实现了光伏发电与电网之间的一体化。

技术研发人员:龚伟强,黎敬渊,姚婷婷,孙伟凯,江浩榕,吴德凤
受保护的技术使用者:中能联建(广东)能源发展有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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