本實(shí)用新型涉及一種電路儲(chǔ)能領(lǐng)域，尤其是涉及一種局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有常規(guī)局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)其基本工作原理：如圖1所示，當(dāng)白天有光照時(shí)光伏板(A101)發(fā)電通過光伏并網(wǎng)逆變器(B101)并網(wǎng)向交流母線輸送電能。光伏并網(wǎng)逆變器(B101)屬于功率跟蹤型(MPPT)方式工作，即光伏并網(wǎng)逆變器(B101)以光伏板發(fā)電最大功率回饋到電網(wǎng)。當(dāng)用電低峰時(shí)，微網(wǎng)逆變器(C101)通過AC/DC變換直流電對(duì)儲(chǔ)能電池(D101)充電；當(dāng)用電高峰時(shí)，微網(wǎng)逆變器(C101)通過DC/AC將儲(chǔ)能電池(D101)電能轉(zhuǎn)換為交流電以滿足電網(wǎng)需要，但由于微網(wǎng)逆變器(C101)在工作時(shí)其狀態(tài)只能選擇其一種(充電或放電)且是人為控制其工作模式，無法根據(jù)光伏發(fā)電的變化以及負(fù)載的變化而進(jìn)行調(diào)整。

在現(xiàn)有常規(guī)局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，存在許多不可避免的問題：1、由于光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)載之間缺乏能量調(diào)配控制，使系統(tǒng)效率不能得到充分的發(fā)揮(調(diào)峰谷)；2、由于負(fù)載接在大電網(wǎng)下，儲(chǔ)能系統(tǒng)無法根據(jù)負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率；3、由于微網(wǎng)逆變器接在大電網(wǎng)下，系統(tǒng)無法根據(jù)電網(wǎng)的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)儲(chǔ)能電池的充電和放電，只能人為進(jìn)行設(shè)置控制且只能工作在一種狀態(tài)方式(充電或放電)；4、供電的品質(zhì)取決于電網(wǎng)(相電壓、相電流不平衡)，三相電壓差無法進(jìn)行補(bǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供高效率并且能夠根據(jù)負(fù)載制動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率的一種局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，同時(shí)，解決了能量利用的調(diào)配問題，解決局域網(wǎng)的三相電壓穩(wěn)定問題；解決了相互之間的無縫切換問題。

解決本發(fā)明的技術(shù)問題需要提供的技術(shù)方案：一種局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于包括光伏板方陣、光伏并網(wǎng)逆變器、變換器組件、儲(chǔ)能電池、能量調(diào)配控制器、ATS功率切換箱、交流母線、第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)和第四控制開關(guān)，光伏板方陣和光伏并網(wǎng)逆變器相連，光伏并網(wǎng)逆變器通過第四控制開關(guān)連接變換器組件，變換器組件通過第一控制開關(guān)和第三控制開關(guān)分別連接于交流母線，第一控制開關(guān)和第三控制開關(guān)之間的交流母線上設(shè)置有第二控制開關(guān)，能量調(diào)配控制器(通信線)連接于變換器組件和儲(chǔ)量電池，能量調(diào)配控制器(通信線)和ATS功率切換箱相連。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的變換器組件包括兩兩相連的第一單向AC/DC變換器、第二單向DC/AC變換器和雙向DC/DC變換器，第一單向AC/DC變換器、第二單向DC/AC變換器和雙向DC/DC變換器均和能量調(diào)配控制器(通信線)相連，第一單向AC/DC變換器和第三控制開關(guān)相連，第二單向DC/AC變換器和第一控制開關(guān)相連，雙向DC/DC變換器和儲(chǔ)能電池相連。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的光伏并網(wǎng)逆電器的第1端口和第2端口分別連接光伏板方陣的正、負(fù)極，光伏并網(wǎng)逆電器第3端口通過第四控制開關(guān)連接于第一單向AC/DC變換器的第2端口，第一單向AC/DC變換器的第1端口通過第三控制開關(guān)連接于交流母線(電網(wǎng))，第一單向AC/DC變換器的第3端口通過直流母線和第二單向DC/AC變換器的第1端口相連，第一單向AC/DC變換器的第4端口通過第一單向二極管連接于雙向DC/DC變換器的第1端口，雙向DC/DC變換器的第2端口通過第二單向二極管連接于第二單向DC/AC變換器的第2端口，第二單向DC/AC變換器的第3端口和第一控制開關(guān)相連，雙向DC/DC變換器的第3端口連接于儲(chǔ)能電池，第一單向AC/DC變換器、第二單向DC/AC變換器和雙向DC/DC變換器上的CAN2端口均連接于能量調(diào)配控制器的CAN2端口，能量調(diào)配控制器的CAN1端口和ATS功率切換箱的CAN1端口相連，ATS功率切換箱分別連接第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)和第四控制開關(guān)，第二控制開關(guān)串聯(lián)在交流母線(電網(wǎng))和交流母線(局域網(wǎng))之間。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)選方案：采用交流母線(電網(wǎng))進(jìn)行供電時(shí)，能量調(diào)配控制器通過CAN1端口給ATS功率切換箱發(fā)送指令，切斷第二控制開關(guān)，接通第一控制開關(guān)、第三控制開關(guān)、第四控制開關(guān)，交流母線(電網(wǎng))通過第一單向AC/DC變換器將電網(wǎng)上交流電轉(zhuǎn)換為直流電并送到直流母線上，第二單向DC/AC變換器將從直流母線的電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上。

能量調(diào)配控制器檢測(cè)到儲(chǔ)能電池需要充電時(shí)，能量調(diào)配控制器通過CAN2端口向第一單向AC/DC變換器的CAN2端口傳送充電指令，交流母線(電網(wǎng))通過第一單向AC/DC變換器將電網(wǎng)上交流電轉(zhuǎn)換為直流電并通過單向二極管向雙向DC/DC變換器的第1端口送電，雙向DC/DC變換器根據(jù)能量調(diào)配控制器發(fā)送充電指令，對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電。

在光伏板方陣進(jìn)行發(fā)電時(shí)，能量調(diào)配控制器通過CAN2端口向第一單向AC/DC變換器的CAN2端口傳送優(yōu)先供電指令，光伏板方陣發(fā)電通過光伏并網(wǎng)逆變器及第一單向AC/DC變換器將直流電送第3端口、第4端口至直流母線和雙向DC/DC的第1端口即充電口上，第二單向DC/AC變換器將從直流母線的電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上。

當(dāng)?shù)诙蜗駾C/AC變換器檢測(cè)到用電負(fù)載變化時(shí)，第二單向DC/AC變換器通過CAN2端口向能量調(diào)配控制器發(fā)送輸出功率調(diào)整請(qǐng)求，能量調(diào)配控制器根據(jù)優(yōu)先級(jí)排序分別向第一單向AC/DC變換器發(fā)送功率調(diào)整變化指令，第一單向AC/DC變換器根據(jù)指令，分別對(duì)第一單向AC/DC變換器第4端口和第1端口進(jìn)行調(diào)整(調(diào)節(jié)儲(chǔ)能電池充電功率、交流母線輸入功率)。

夜間光伏方陣不發(fā)電，第二單向DC/AC變換器檢測(cè)到用電負(fù)載用電情況并發(fā)送給能量調(diào)配控制器，能量調(diào)配控制器根據(jù)用電負(fù)載情況發(fā)送儲(chǔ)能電池放電指令，儲(chǔ)能電池通過雙向變換器DC/DC、第二單向DC/AC變換器放電并將直流電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上。

當(dāng)夜間儲(chǔ)能電池存電量不足給于負(fù)載供電時(shí)，能量調(diào)配控制器根據(jù)用電負(fù)載情況給第一單向AC/DC變換器發(fā)送增加功率調(diào)整指令，第一單向AC/DC變換器增加交流母線(電網(wǎng))輸入功率，此時(shí)交流母線(電網(wǎng))和儲(chǔ)能電池共同擔(dān)負(fù)向負(fù)載輸送電能。

當(dāng)夜間儲(chǔ)能電池需要充電時(shí)，能量調(diào)配控制器根據(jù)用電負(fù)載情況給第一單向AC/DC變換器發(fā)送再增加功率調(diào)整指令，第一單向AC/DC變換器增加交流母線(電網(wǎng))輸入功率，此時(shí)交流母線(電網(wǎng))擔(dān)負(fù)向負(fù)載輸送電能同時(shí)負(fù)擔(dān)向儲(chǔ)能電池充電的電能。

當(dāng)突然斷電時(shí)，直流母線突然斷電，系統(tǒng)將自動(dòng)切換為儲(chǔ)能電池通過雙向變換器DC/DC、第二單向DC/AC變換器放電將直流電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上。

當(dāng)系統(tǒng)需要維護(hù)時(shí)，將ATS功率切換箱上轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到系統(tǒng)維護(hù)上，ATS功率切換箱將先切斷第一控制開關(guān)后再接通第二控制開關(guān)，交流母線(電網(wǎng))直接供電，第一單向AC/DC變換器、第二單向DC/AC變換器、雙向變換器DC/DC將停止工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：1、該局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)采用雙網(wǎng)交流母線方式(電網(wǎng)、局域網(wǎng))，它可以有效地掌握局域網(wǎng)內(nèi)負(fù)載變化情況，根據(jù)負(fù)載變化情況做出相應(yīng)的調(diào)配，有效提高系統(tǒng)發(fā)電效率以及其利用率；2、該局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)其內(nèi)部采用共直流母線方式有效解決了母線內(nèi)的負(fù)載自動(dòng)平衡：交流母線(局域網(wǎng))負(fù)載變化時(shí)，隨之直流母線電壓跟隨變化，直流母線電壓高了可以對(duì)儲(chǔ)能電池充電，直流母線電壓低了儲(chǔ)能電池對(duì)其放電；3、該系統(tǒng)增加了能量調(diào)配控制器，有效解決了光伏并網(wǎng)逆變器輸入和交流母線(電網(wǎng))輸入以及儲(chǔ)能電池之間的能量利用的調(diào)配；4、負(fù)載上交流母線(局域網(wǎng))由于采用獨(dú)立單向DC/AC變換器，對(duì)交流母線(局域網(wǎng))具有恒壓穩(wěn)壓效應(yīng)，有效解決局域網(wǎng)的三相電壓穩(wěn)定問題且不受交流母線(電網(wǎng))任何影響；5、該系統(tǒng)采用ATS功率切換箱有效解決了市電、光伏并網(wǎng)逆變器相互之間的無縫切換(切換時(shí)間小于10ms),同時(shí)具備了不剪短供電的性能；6、該系統(tǒng)增加旁路開關(guān)第二控制開關(guān)，有效解決系統(tǒng)不斷電維護(hù)功能。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的拓?fù)鋱D；

圖2為本實(shí)用新型的拓?fù)鋱D；

圖3為本實(shí)用新型在交流母線供電(市政供電)時(shí)的拓?fù)鋱D；

圖4為本實(shí)用新型在光伏板方陣供電時(shí)的拓?fù)鋱D；

圖5為本實(shí)用新型在夜間供電時(shí)的拓?fù)鋱D。

光伏板方陣：A101；光伏并網(wǎng)逆變器：B101；第一單向AC/DC變換器：C101；第二單向DC/AC變換器：D101；雙向DC/DC變換器：E101；儲(chǔ)能電池：E102；能量調(diào)配控制器：H101；ATS功率切換箱：H102；第一控制開關(guān)：SW-1；第二控制開關(guān)：SW-2；第三控制開關(guān)：SW-3；第四控制開關(guān)：SW-4；負(fù)載：F101-F105。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

所述的光伏板方陣(A101)正極、負(fù)極分別連接到光伏并網(wǎng)逆變器(B101)輸入端口1、2上，所述的光伏并網(wǎng)逆變器(B101)輸出端口3連接到交流母線(電網(wǎng))上。

所述的單向AC/DC變換器(C101)交流輸入1口上通過控制開關(guān)(SW-3)連接交流母線(電網(wǎng))上，所述的單向AC/DC變換器(C101)交流輸入2口通過控制開關(guān)(SW-4)連接光伏并網(wǎng)逆變器(B101)輸出端口3上，所述的單向AC/DC變換器(C101)直流輸出3通過直流母線連接單向DC/AC變換器(D101)直流輸入1口上，所述的單向AC/DC變換器(C101)直流輸出4通過單向二極管連接雙向DC/DC變換器(E101)充電端口1上，所述的單向AC/DC變換器(C101)數(shù)據(jù)通信線(CAN2)連接到能量調(diào)配控制器(H101)上.

所述的單向DC/AC變換器(D101)直流輸入1口連接直流母線上，所述的DC/AC變換器(D101)直流輸入2口通過單向二極管連接雙向DC/DC變換器(E101)放電端口2上，所述的單向DC/AC變換器(D101)交流輸出口3連接交流母線(局域網(wǎng))上所述的單向DC/AC變換器(D101)數(shù)據(jù)通信線(CAN2)連接到能量調(diào)配控制器(H101)上.

所述的雙向DC/DC變換器(E101)直流輸入1口通過單向二極管連接AC/DC變換器(C101)直流輸出4口上，所述的DC/DC變換器(E101)直流輸出2口通過單向二極管連接單向DC/AC變換器(D101)放電端口2上，所述的DC/DC變換器(E101)直流輸出3口連接儲(chǔ)能電池(E102)上，所述的DC/DC變換器(E101)數(shù)據(jù)通信線(CAN2)連接到能量調(diào)配控制器(H101)上.

所述的能量調(diào)配控制器(H101)的CAN1口連接到ATS功率控制箱(H102)的CAN1口上，所述的能量調(diào)配控制器(H101)的CAN2口連接到單向AC/DC變換器(C101)的CAN2口、單向DC/AC變換器(D101)的CAN2口、雙向DC/DC變換器(E101)的CAN2口。

所述的ATS功率切換箱(H102)的CAN1口連接到能量調(diào)配控制器(H101)的CAN1口上，所述的口ATS功率切換箱(H102)的SW-1、SW-2、SW-3、SW-4分別對(duì)應(yīng)接到控制開關(guān)：SW-1、SW-2、SW-3、SW-4上。

基本工作原理：

1、市電供電

如圖3所示，能量調(diào)配控制器(H101)通過CAN1數(shù)據(jù)線給ATS功率切換箱(H102)發(fā)送指令，切斷控制開關(guān)SW-2(旁路開關(guān))、接通交流母線(電網(wǎng))開關(guān)SW-3、單向DC/AC變換器(D101)的輸出開關(guān)SW-1、光伏并網(wǎng)逆變器(B101)輸出開關(guān)SW-4。交流母線(電網(wǎng))通過單向AC/DC變換器(C101)將電網(wǎng)上交流電轉(zhuǎn)換為直流電并送到直流母線上，單向DC/AC變換器(D101)將從直流母線的電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上，以便供給負(fù)載1—負(fù)載5用電(見附圖3)。

當(dāng)能量調(diào)配控制器(H101)檢測(cè)到儲(chǔ)能電池需要充電時(shí)，能量調(diào)配控制器(H101)通過數(shù)據(jù)線CAN2向單向AC/DC變換器(C101)的CAN2口傳送充電指令，交流母線(電網(wǎng))通過單向AC/DC變換器(C101)將電網(wǎng)上交流電轉(zhuǎn)換為直流電并通過單向二極管向雙向DC/DC變換器(E101)直流輸入1口送電，雙向DC/DC變換器(E101)根據(jù)能量調(diào)配控制器(H101)發(fā)送充電指令，對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電。

2、光伏板發(fā)電

如圖4所示，當(dāng)有光照時(shí)光伏板方陣(A101)發(fā)電通過光伏并網(wǎng)逆變器(B101)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電并自動(dòng)并網(wǎng)，能量調(diào)配控制器(H101)通過數(shù)據(jù)線CAN2向單向AC/DC變換器(C101)的CAN2口傳送優(yōu)先供電指令(光伏發(fā)電優(yōu)先于市電供電)。光伏板方陣(A101)發(fā)電通過光伏并網(wǎng)逆變器(B101)及單向AC/DC變換器(C101)將直流電送至直流母線和充電口上，單向DC/AC變換器(D101)將從直流母線的電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上，以便供給負(fù)載1—負(fù)載5用電，多余的電能通過雙向變換器DC/DC(E101)向儲(chǔ)能電池充電。

3、用電負(fù)載變化：

當(dāng)單向DC/AC變換器(D101)檢測(cè)到用電負(fù)載變化時(shí)，單向DC/AC變換器(D101)通過CAN2數(shù)據(jù)線向能量調(diào)配控制器(H101)發(fā)送輸出功率調(diào)整請(qǐng)求，能量調(diào)配控制器(H101)根據(jù)優(yōu)先級(jí)排序分別向單向AC/DC變換器(C101)發(fā)送功率調(diào)整變化指令。單向AC/DC變換器(C101)根據(jù)指令，分別對(duì)直流輸出充電4口、交流輸入1口進(jìn)行調(diào)整(交流輸入2口是優(yōu)先滿功率型MPPT工作方式)。

4、夜間供電

如圖5所示，夜間光伏方陣不發(fā)電，單向DC/AC變換器(D101)檢測(cè)到用電負(fù)載用電情況并發(fā)送給能量調(diào)配控制器(H101)，能量調(diào)配控制器(H101)根據(jù)用電負(fù)載情況發(fā)送儲(chǔ)能電池放電指令，儲(chǔ)能電池(E102)通過雙向變換器DC/DC(E101)、單向DC/AC變換器(D101)放電并將直流電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上，以便供給負(fù)載1—負(fù)載5用電。

當(dāng)儲(chǔ)能電池存電量不足給負(fù)載供電時(shí)，能量調(diào)配控制器(H101)根據(jù)用電負(fù)載情況給單向AC/DC變換器(C101)發(fā)送增加功率調(diào)整指令，單向AC/DC變換器(C101)增加交流母線(電網(wǎng))輸入功率即增加交流輸入1口，此時(shí)交流母線(電網(wǎng))和儲(chǔ)能電池共同擔(dān)負(fù)向負(fù)載輸送電能。

當(dāng)儲(chǔ)能電池需要充電時(shí)，能量調(diào)配控制器(H101)根據(jù)用電負(fù)載情況給單向AC/DC變換器(C101)發(fā)送再增加功率調(diào)整指令，單向AC/DC變換器(C101)增加交流母線(電網(wǎng))輸入功率即增加交流輸入1口輸入功率，此時(shí)交流母線(電網(wǎng))擔(dān)負(fù)向負(fù)載輸送電能同時(shí)負(fù)擔(dān)向儲(chǔ)能電池充電的電能。

5、市電斷電：

當(dāng)市電突然斷電時(shí)，直流母線突然斷電，系統(tǒng)將自動(dòng)切換為儲(chǔ)能電池(E102)通過雙向變換器DC/DC(E101)、單向DC/AC變換器(D101)將直流電轉(zhuǎn)換為恒定交流電并送到交流母線(局域網(wǎng))上，以便供給負(fù)載1—負(fù)載5用電。

6、系統(tǒng)維護(hù)：

當(dāng)系統(tǒng)需要維護(hù)時(shí)，將ATS功率切換箱上轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到系統(tǒng)維護(hù)上，ATS功率切換箱(H102)將先切去SW-1后再接通SW-2，交流母線(電網(wǎng))直接供給負(fù)載1—負(fù)載5供電，第一單向AC/DC變換器、第二單向DC/AC變換器、雙向變換器DC/DC將停止工作。

以上對(duì)本實(shí)用新型對(duì)一種局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型及核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。