一种基于分布式光伏发电的储能系统的制作方法

1.本发明涉及光伏发电领域，尤其是涉及一种基于分布式光伏发电的储能系统。


背景技术：

2.绿色电力是指利用特定的发电设备，如风机、太阳能光伏电池等，将风能、太阳能等可再生的能源转化成电能。相对于常规的火力发电
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即通过燃烧煤、石油、天然气等化石燃料的方式来获得电力，来自于可再生能源的电力更有利于环境保护和可持续发展。绿色电力的发展策略和运行管理研究在人类发展与环境保护矛盾日渐突出的背景下就显得尤为重要。
3.新能源的接入将带来很多不确定性因素(如新能源发电量的时变性等)，因此将会在制定发电调度计划和需求侧电力系统规划时面临成本的波动性风险，也不利于电力系统的安全稳定运行。
4.目前光伏发电的成本已经显著降低，平均发电成本甚至低于燃煤发电，因此光伏发电凭借着其低廉的成本，被逐渐重视，但是光伏发电的时间制约仍十分严重，光伏在夜晚以及阴雨天气无法使用，并且在白天其发电量的时序特征也未必可以和用电曲线吻合，因此只能通过调度调峰机组的处理来配合，而由于光伏发电离散化的特点，这种信息的汇总处理会消耗大量的资源，并且存在着巨大的协调难度。
5.为了解决上述问题，一些现有技术采用了分布式的储能系统，让每一个分布式储能电源为其对应的光伏发电装置进行削峰填谷，从而减小电网侧的负担，但是这种模式下，储能电源的投切更加频繁，均衡模块的启动可能会与输出冲突，因此需要有避让逻辑，传统的方式通过控制器直接实现避让，虽然成本低，但是可靠性不高。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了提供一种基于分布式光伏发电的储能系统，通过双刀双掷开关、接地电阻、异或门电路、与门电路和开关管，以纯硬件的方式实现电池模块和均衡模块的联锁，提高可靠性。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.一种基于分布式光伏发电的储能系统，包括多个和各光伏发电装置一一对应的储能装置，所述储能装置包括电池模块、均衡模块和输出电路，所述电池模块通过输出电路连接至负载，所述均衡模块连接电池模块；
9.所述装置还包括均衡控制器、双刀双掷开关、接地电阻、异或门电路、与门电路和开关管，所述开关管设于均衡模块和电池模块之间，所述双刀双掷开关的第一组触点设于电池模块和输出电路之间，第二组触点的公共端连接至第一电源，常开端分别连接至接地电阻的一端和异或门电路的第一输入端，所述接地电阻的另一端接地，所述异或门电路的第二输入端连接至均衡控制器的第一输出引脚，所述与门电路的第一输入端连接至异或门电路的输出端，第二输入端连接至制器的第一输出引脚，输出端连接至所述开关管的控制
信号输入端。
10.所述双刀双掷开关为继电器。
11.所述电池模块和均衡模块均设有多个，所述双刀双掷开关、接地电阻、异或门电路、与门电路和开关管组成联锁控制模块，所述联锁控制模块的数量与电池模块的数量一致，且第二个联锁控制模块的异或门电路的第二输入端和与门电路的第二输入端连接至所述联锁控制模块的第二输出引脚。
12.所述电池模块和均衡模块均设有两个。
13.所述均衡控制器为单片机。
14.所述第一电源的电压为5v。
15.所述接地电阻至少为10kω。
16.所述继电器为直流继电器。
17.所述双刀双掷开关的第二组触点的常闭端置空。
18.所述电池模块为锂电池组。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.1、通过双刀双掷开关、接地电阻、异或门电路、与门电路和开关管，以纯硬件的方式实现电池模块和均衡模块的联锁，提高可靠性。
21.2、双刀双掷开关为继电器，耐压等级高，可以支持更大功率。
22.3、电池模块有两组，可以不间断输出。
附图说明
23.图1为本发明联锁控制部分的电路结构示意图；
24.图2为均衡控制器的输出引脚示意图；
25.图3为储能系统的示意图；
26.其中：1、电池模块，2、输出电路，k1、双刀双掷开关，u0、电池模块输出的正极，vcc、第一电源，r1、接地电阻，v1、异或门电路，v2、与门电路，s1、开关管，u1、均衡控制器，k1a、双刀双掷开关的第一组触点。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
28.一种基于分布式光伏发电的储能系统，包括多个和各光伏发电装置一一对应的储能装置，如图3所示，储能装置包括电池模块1、均衡模块和输出电路2，电池模块1通过输出电路2连接至负载，均衡模块连接电池模块1；正常情况下，均衡模块负责为电池模块1中各个电池串进行容量均衡，电池模块1为锂电池组，和现有技术中一致，电池模块1需要配合光伏模组的发电平衡对外输出功率在某一个区间内，当电池模块1通过输出电路2对外进行充放电时，则此时均衡模块不可以对电池模块1进行均衡。
29.如图1所示，装置还包括均衡控制器u1、双刀双掷开关k1、接地电阻r1、异或门电路v1、与门电路v2和开关管s1，开关管s1设于均衡模块和电池模块1之间，双刀双掷开关k1的
第一组触点设于电池模块1和输出电路2之间，第二组触点的公共端连接至第一电源vcc，常开端分别连接至接地电阻r1的一端和异或门电路v1的第一输入端，接地电阻r1的另一端接地，异或门电路v1的第二输入端连接至均衡控制器u1的第一输出引脚，与门电路v2的第一输入端连接至异或门电路v1的输出端，第二输入端连接至制器的第一输出引脚，输出端连接至开关管s1的控制信号输入端。
30.通过双刀双掷开关k1、接地电阻r1、异或门电路v1、与门电路v2和开关管s1，以纯硬件的方式实现电池模块1和均衡模块的联锁，提高可靠性。
31.具体的，当双刀双掷开关k1断开时，k1的两组触点的常开端均断开，此时，r1的非接地端的电压为低电平，此时，正常情况下，均衡控制器u1的第一输出引脚为低电平，异或门输出为低电平，与门输出为低电平，开关管s1不导通，如果均衡模块到了预设定的需要均衡的时间，此时，均衡控制器u1的第一输出引脚输出为高电平，异或门输出为高电平，又由于均衡控制器u1的第一输出引脚为高电平，与门的两个输入均为高电平，则与门的输出为高电平，开关管s1导通，开始进行均衡。
32.相反，当双刀双掷开关k1闭合时，k1的两组触点的常开端均闭合，此时，r1的非接地端的电压为高电平，此时，正常情况下，均衡控制器u1的第一输出引脚为低电平，异或门输出为高电平，但是由于均衡控制器u1的第一输出引脚为低电平，因此与门输出仍为低电平，开关管s1不导通，如果均衡模块到了预设定的需要均衡的时间，此时，均衡控制器u1的第一输出引脚输出为高电平，异或门输出为低电平，因此，虽然均衡控制器u1的第一输出引脚为高电平，但是与门的另一个输入端为低电平，因此开关管s1不导通。详细的逻辑如表1所示：
33.表1
[0034][0035]
如此，通过硬件电路的方式完成了联锁控制。
[0036]
本实施例中，双刀双掷开关k1为继电器，耐压等级高，可以支持更大功率，优选的，继电器为直流继电器。
[0037]
一些实施例中，电池模块1和均衡模块均设有多个，双刀双掷开关k1、接地电阻r1、异或门电路v1、与门电路v2和开关管s1组成联锁控制模块，联锁控制模块的数量与电池模块1的数量一致，且第二个联锁控制模块的异或门电路v1的第二输入端和与门电路v2的第二输入端连接至联锁控制模块的第二输出引脚，本实施例中，电池模块1和均衡模块均设有两个，互为备用，如此，可以交替工作，维持较好的工作状态。
[0038]
本实施例中，均衡控制器u1为单片机，其中q1到q3分别为三个输出引脚。
[0039]
一些实施例中，第一电源vcc的电压为5v，此外，接地电阻r1的阻值应该足够大，从
而可以降低电能消耗，并且维持双刀双掷开关k1闭合时，r1非接地侧的高电平，接地电阻r1至少为10kω。
[0040]
本实施例中，双刀双掷开关k1的第二组触点的常闭端置空，接线更加简单。