一种新型户用电能路由器系统及控制方法技术方案

本申请公开了一种新型户用电能路由器系统及控制方法，该系统包括：光伏电池组、光伏模块、充电桩模块、电动车蓄电池、并网变流器模块、所述四个模块之间相互并联，所述光伏电池组用于获取光能，并将所述光能转换成输出电能。控制方法包括：若为正常模式下，则控制所述四个模块处于全运行状态，若为应急模式下，并网变流器模块将电动车蓄电池内存储的电能由直流电能转换成交流电能，为所述应急负载供电。本申请解决了由于现有的电能路由器仅仅考虑了利用光伏为电动车提供电能，不具备应急备用功能，即在电网出现故障时，现有电能路由器不能解决家庭的应急负载供电的问题，既为应急情况下的用电提供了保证，也节省了电能费用。也节省了电能费用。也节省了电能费用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型户用电能路由器系统及控制方法


[0001]本申请涉及电力电子设备
，尤其涉及一种新型户用电能路由器系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着煤、石油等化石能源的逐渐枯竭，新能源将成为未来能源利用体系中的主力军。太阳能取之不竭、用之不尽以及环保无污染的特点有着得天独厚的优势，另外，我国农村地区地域辽阔、人口众多且能源结构单一，有利于大规模发展户用光伏，既可减少远距离输电所产生的功率损耗也可在一定程度上促进电力市场化改革。然而，单一光伏发电存在着输出功率不稳定、受天气影响巨大的潜在弊端，为此将光伏发电与储能技术相结合可有效解决光伏输出功率波动问题。
[0003]电能路由器是一种实现不同形式电能利用和转换的装置。随着农村地区道路硬化率逐渐提高和人们环保意识的提高，大量的电动自行车及电动摩托车(以下简称电动车)进入农村地区成为人们的必备交通工具。但随着电动车的逐渐普及，对充电器的需求会越来越大。如果采用一车一充电器的模式，将造成大量的资源浪费，如果发展集中式光伏和建设集中式电动车充电站又将占用大量土地资源，不符合农村发展要求。所以，电能路由器应运而生，电能路由器发展屋顶光伏，在太阳充足时，现有的电能路由器利用光伏发电模块将太阳能转化为大量的电能，并通过储能模块将电能储存起来，在太阳能不充足的傍晚，电能路由器开始通过充电模块为电动车充电器等实时性要求不高的可控电力设备供电。
[0004]目前，由于现有的电能路由器仅仅考虑了利用光伏为电动车提供电能，不具备应急备用功能，而家庭负荷属于三级负荷，供电可靠性低，所以通常会出现断电的紧急情况，即在电网出现故障时，现有电能路由器不能成为潜在的备用电源，解决家庭的应急负载解决供电问题。

技术实现思路

[0005]为了解决由于现有的电能路由器仅仅考虑了利用光伏为电动车提供电能，不具备应急备用功能，即在电网出现故障时，现有电能路由器不能成为潜在的备用电源，解决家庭的应急负载供电的问题，本申请通过以下实施例公开了一种新型户用电能路由器系统及控制方法。
[0006]本申请第一方面公开了一种新型户用电能路由器系统，包括：光伏电池组、光伏模块、充电桩模块、电动车蓄电池、并网变流器模块、应急负载、储能模块、储能蓄电池组、电网、直流母线及控制模块；
[0007]所述光伏电池组的输出端连接所述光伏模块的低压侧；
[0008]所述充电桩模块的低压侧连接所述电动车蓄电池的输入端；
[0009]所述并网变流器模块的交流侧分别连接所述应急负载及所述电网；
[0010]所述储能模块的低压侧连接所述储能蓄电池组；
[0011]所述光伏模块、所述充电桩模块、所述并网变流器模块及所述储能模块通过所述直流母线相互并联，且所述光伏模块的高压侧、所述充电桩模块的高压侧及所述储能模块的高压侧均与所述并网变流器模块的直流侧连接；
[0012]所述光伏电池组用于获取光能，并将所述光能转换成输出电能；
[0013]所述控制模块中配置有以下控制流程：
[0014]S1、判断所述新型户用电能路由器工作在正常模式还是应急模式下，其中，在所述电网停电、所述电动车蓄电池及所述储能蓄电池组内均没有存电的情况下，则判定所述新型户用电能路由器工作在应急模式下，否则，则判定所述新型户用电能路由器工作在正常模式下；
[0015]S2、若判定所述新型户用电能路由器工作在正常模式下，则控制所述光伏模块、所述并网变流器模块、所述储能模块及所述充电桩模块处于全运行状态；控制所述光伏模块接收并放大所述光伏电池组的输出电能，将放大得到的最大功率电能依次送入所述充电桩模块、所述并网变流器模块及所述储能模块，并控制所述充电桩模块为所述电动车蓄电池提供输入电能、所述并网变流器模块为所述电网提供输入电能及所述储能模块为所述储能蓄电池组提供输入电能；
[0016]S3、若判定所述新型户用电能路由器工作在应急模式下，则控制所述并网变流器模块及所述充电桩模块处于运行状态，控制所述光伏模块及所述储能模块处于闭锁状态；控制所述电动车蓄电池内存储的电能由所述充电桩模块送入所述并网变流器模块；控制所述并网变流器模块将所述电动车蓄电池内存储的电能由直流电能转换成交流电能，为所述应急负载供电。
[0017]可选的，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述最大功率电能在满足所述电动车蓄电池需要的输入电能后，还有剩余的输出电能，则所述控制模块中还配置有以下控制流程：
[0018]控制所述并网变流器模块获取所述剩余的输出电能，并将所述剩余的输出电能由直流电能转换成交流电能，为所述电网提供输入电能。
[0019]可选的，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述并网变流器模块内的输入电能达到满载，且所述剩余的输出电能还存有再次剩余，则所述控制模块中还配置有以下控制流程：
[0020]控制所述储能模块获取所述再次剩余的输出电能，并对所述再次剩余的输出电能进行降压，为所述储能蓄电池组提供输入电能。
[0021]可选的，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述再次剩余的输出电能不能使所述并网变流器模块达到满载，且所述储能蓄电池组内存有补充电能，则所述控制模块中还配置有以下控制流程：
[0022]控制所述储能模块获取所述补充电能，并对所述补充电能进行升压，为所述并网变流器模块填补电能缺额。
[0023]可选的，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述光伏模块内没有输出电能，且所述储能蓄电池组内没有补充电能，则所述控制模块中还配置有以下控制流程：
[0024]控制所述并网变流器模块从所述电网内获取电能，并将获取的电能由交流电能转
换成直流电能，为所述充电桩模块提供输入电能。
[0025]可选的，还包括断路器模块，所述断路器模块用于切断所述新型户用电能路由器系统中的故障线路，所述断路器模块包括第一断路器、第二断路器、第三断路器、第四断路器、第五断路器；
[0026]所述光伏模块的低压侧通过所述第一断路器与所述光伏电池组的输出端连接；
[0027]所述充电桩模块的低压侧通过所述第二断路器与所述电动车蓄电池的输入端连接；
[0028]所述并网变流器模块的交流侧的一端通过所述第三断路器与所述电网连接，所述交流侧的另一端通过所述第四断路器与所述应急负载连接；
[0029]所述储能模块的低压侧通过所述第五断路器与所述储能蓄电池组连接。
[0030]可选的，所述光伏模块、所述充电桩模块、所述并网变流器模块及所述储能模块内均设有若干个功率开关管，所述功率开关管用于调节各模块的输入电能功率及输出电能功率。
[0031]本申请第二方面公开了一种新型户用电能路由器系统的控制方法，所述控制方法应用于控制模块，所述控制模块位于本申请第一方面公开的一种新型户用电能路由器系统中，所述控制方法包括：
[0032]S1、判断所述新型户用电能路由器工作在正常模式还是应急模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型户用电能路由器系统，其特征在于，包括：光伏电池组(1)、光伏模块(2)、充电桩模块(3)、电动车蓄电池(4)、并网变流器模块(5)、应急负载(6)、储能模块(7)、储能蓄电池组(8)、电网(9)、直流母线(10)及控制模块(11)；所述光伏电池组(1)的输出端连接所述光伏模块(2)的低压侧；所述充电桩模块(3)的低压侧连接所述电动车蓄电池(4)的输入端；所述并网变流器模块(5)的交流侧分别连接所述应急负载(6)及所述电网(9)；所述储能模块(7)的低压侧连接所述储能蓄电池组(8)；所述光伏模块(2)、所述充电桩模块(3)、所述并网变流器模块(5)及所述储能模块(7)通过所述直流母线(10)相互并联，且所述光伏模块(2)的高压侧、所述充电桩模块(3)的高压侧及所述储能模块(7)的高压侧均与所述并网变流器模块(5)的直流侧连接；所述光伏电池组(1)用于获取光能，并将所述光能转换成输出电能；所述控制模块(11)中配置有以下控制流程：S1、判断所述新型户用电能路由器工作在正常模式还是应急模式下，其中，在所述电网(9)停电、所述电动车蓄电池(4)及所述储能蓄电池组(8)内均没有存电的情况下，则判定所述新型户用电能路由器工作在应急模式下，否则，则判定所述新型户用电能路由器工作在正常模式下；S2、若判定所述新型户用电能路由器工作在正常模式下，则控制所述光伏模块(2)、所述并网变流器模块(5)、所述储能模块(7)及所述充电桩模块(3)处于全运行状态；控制所述光伏模块(2)接收并放大所述光伏电池组(1)的输出电能，将放大得到的最大功率电能依次送入所述充电桩模块(3)、所述并网变流器模块(5)及所述储能模块(7)，并控制所述充电桩模块(3)为所述电动车蓄电池(4)提供输入电能、所述并网变流器模块(5)为所述电网(9)提供输入电能及所述储能模块(7)为所述储能蓄电池组(8)提供输入电能；S3、若判定所述新型户用电能路由器工作在应急模式下，则控制所述并网变流器模块(5)及所述充电桩模块(3)处于运行状态，控制所述光伏模块(2)及所述储能模块(7)处于闭锁状态；控制所述电动车蓄电池(4)内存储的电能由所述充电桩模块(3)送入所述并网变流器模块(5)；控制所述并网变流器模块(5)将所述电动车蓄电池(4)内存储的电能由直流电能转换成交流电能，为所述应急负载(6)供电。2.根据权利要求1所述的一种新型户用电能路由器系统，其特征在于，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述最大功率电能在满足所述电动车蓄电池(4)需要的输入电能后，还有剩余的输出电能，则所述控制模块(11)中还配置有以下控制流程：控制所述并网变流器模块(5)获取所述剩余的输出电能，并将所述剩余的输出电能由直流电能转换成交流电能，为所述电网(9)提供输入电能。3.根据权利要求2所述的一种新型户用电能路由器系统，其特征在于，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述并网变流器模块(5)内的输入电能达到满载，且所述剩余的输出电能还存有再次剩余，则所述控制模块(11)中还配置有以下控制流程：控制所述储能模块(7)获取所述再次剩余的输出电能，并对所述再次剩余的输出电能进行降压，为所述储能蓄电池组(8)提供输入电能。
4.根据权利要求3所述的一种新型户用电能路由器系统，其特征在于，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述再次剩余的输出电能不能使所述并网变流器模块(5)达到满载，且所述储能蓄电池组(8)内存有补充电能，则所述控制模块(11)中还配置有以下控制流程：控制所述储能模块(7)获取所述补充电能，并对所述补充电能进行升压，为所述并网变流器模块(5)填补电能缺额。5.根据权利要求4所述的一种新型户用电能路由器系统，其特征在于，当所述新型户用电能路由器工作在正常模式下时，若所述光伏模块(2)内没有输出电能，且所述储能蓄电池组(8)内没有补充电能，则所述控制模块(11)中还配置有以下控制流程：控制所述并网变流器模块(5)从所述电网(9)内获取电能，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华根，苏适，陈晓云，陆海，聂永杰，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：