【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏发电，尤其涉及一种移动式单相并离网光储一体装置及其控制方法。
技术介绍
1、随着光伏发电技术和储能技术的发展，小规模、小容量的分布式光伏发电成为新能源设备市场中的新兴行业。相对于大规模的集成光伏电站，小规模的分布式光伏发电应用更为灵活、电力调度压力小、便携性能优秀，既能够满足普通家用、小型商用等用电需求，又能够为新型工业生产提供高性能的电力来源。对于发展程度较高的城市地区而言，分布式光伏发电能够结合环境特点，充分发掘光照资源；对于发展程度较低的农村地区而言，分布式光伏发电能够作为移动电源和应急电源，解决供电和输电问题。
2、不同的应用环境以及多样化的发电需求，推动分布式光伏发电进一步发展便携性、拓展控制功能。为了提高光伏发电自身运行的稳定性，在区域电网出现故障，或用户需要离网运行的情况下，用户对光伏的需求是离网运行，而常规的跟网光伏系统借助外部电力系统提供的交流电压和频率运行，无法满足所述需求；而光伏系统自身存在的局限，如光伏发电能力随着环境温度和光照变化而改变，使单纯的光伏无法完全保证用户的用电可靠性，用户对光伏的需求变化为并网运行，与常规的离网光伏系统产生冲突。因此，将并网与离网控制结合，成为光伏发电的重要发展方向。为了使光伏同时具备离网和并网运行的能力，则需要通过结合储能对光伏的电压、功率特性进行调整，实现对光伏功率与负荷功率之间差额的补偿，以及对光伏功率波动的消纳，从而产生了并离网控制一体、光储一体的新型电源。
3、除了并离网控制结合外，常规的光伏产品电路部分和光伏本体之间一般通
技术实现思路
1、本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种移动式单相并离网光储一体机设计方案。
2、本专利技术是通过以下的技术方案来实现的：
3、本专利技术的第一方面：一种移动式单相并离网光储一体装置，该装置为一移动式机柜柜体，包括小型光伏阵列模块、储能电池模块、功率电路和控制电路模块、电气设备连接模块、人机交互模块、温度检测与消防模块、柜体外壳和移动模块；
4、所述小型光伏阵列模块位于柜体外部，包含光伏组件单元、光伏拓展与支撑单元和光伏线路连接单元，通过柜体顶部的防水过孔与柜内功率电路和控制电路模块电连接；
5、所述储能电池模块位于柜体内部，包含电池电芯单元、保护板单元、温度检测和散热单元，其功率输出端与柜体内部功率电路和控制电路模块输入端电连接；
6、所述功率电路和控制电路模块位于柜体内部，包含控制电路单元、光伏升压电路单元、电池升降压电路单元、逆变与交流滤波电路单元和并网继电器单元，该模块的功率输入端通过柜体顶部的防水过孔与小型光伏阵列模块电连接，以及通过柜内线路与储能电池模块功率输出端电连接；功率输出端通过柜内线路与电气设备连接模块输入端电连接；通过柜体正面的防水过孔与柜体正面上部的人机交互模块电连接，通过柜内线路与温度检测与消防模块电连接；
7、所述电气设备连接模块位于柜体背面下部，包含插头、插座、空气开关、熔断器和保护盖板，该模块的输入端通过柜内线路与功率电路和控制电路模块功率输出端电连接，输出端经过插头和插座与外部家用220v电气线路或其他220v电气设备连接；
8、所述人机交互模块设置于柜体正面上部，包含显示屏操作面板；人机交互模块信号输入端与功率电路和控制电路模块中的控制电路单元的信号输出端电连接，输出端与功率电路和控制电路模块中的控制电路单元的信号输入端电连接；
9、所述温度检测与消防模块设置于柜内各层放置，包含温度传感器和干粉灭火器；所述温度传感器与功率电路和控制电路模块中的控制电路单元电连接；
10、所述柜体外壳和移动模块包含三层式柜体单元和柜体下部的移动单元；所述移动单元和三层式柜体单元之间机械连接；三层式柜体上具备防水过孔，防水过孔外部分别与柜体顶部的小型光伏阵列模块、人机交互模块连接，内部与功率电路和控制电路模块连接。
11、具体地，所述小型光伏阵列模块中光伏组件单元中包含9块48v额定工作电压和3a电流的光伏板，通过所述光伏拓展与支撑单元与柜体进行机械连接，通过所述光伏线路连接单元实现多个光伏组件之间的串并联、与柜内功率电路和控制电路模块的电连接；所述光伏拓展与支撑单元包含光伏板支撑框架、框架间折页和框架底部旋转式支撑杆，所述框架底部旋转式支撑杆有折叠和展开两种形式；所述光伏线路连接单元的功率输入端与光伏组件单元的功率输出端电连接，功率输出端与功率电路和控制电路模块的功率输入端电连接。
12、进一步地，该装置未使用时将框架底部旋转式支撑杆收纳于框架内，通过折页将相邻光伏板折叠；该装置使用时通过折页将相邻光伏板展开，将框架底部旋转式支撑杆旋转至需要支撑的光伏支撑框架下方。
13、具体地，所述储能电池模块中保护板单元的输入端与电池电芯单元的输出端和温度检测和散热单元串并联，用于自动测量电池电压、电流参数，计算电池电量参数，并根据温度检测的结果向电池电芯单元输出保护控制开关信号；温度检测和散热单元包含热敏元件和风扇，其输出端与保护板单元输入端电连接，根据自身温度检测的结果调整风扇转速，在异常温度下向保护板单元输出报警信号。
14、进一步地，所述储能电池模块中的电池电芯单元中包含60个主要材料为磷酸铁锂的电芯，串联后总端电压为196v，容量为50ah。
15、具体地，在功率电路和控制电路模块中：所述控制电路单元由dsp核心板组成，控制电路单元输入端与本模块内部的光伏升压电路单元、电池升降压电路单元、逆变与交流滤波单元的测量输出端电连接，该连接位置称为直流总线，与模块外部的温度检测与消防模块和人机交互模块的信号输出端电连接；控制电路单元输出端与本模块内部的光伏升压电路单元、电池升降压电路单元和逆变与交流滤波单元的功率驱动端电连接，与功率电路和控制电路模块内部的并网继电器单元的信号输入端电连接；所述光伏升压电路单元为boost升压电路结构，由驱动板、升压滤波电感、功率开关、续流二极管和稳压滤波电容组成，光伏升压电路单元功率输入端与模块外部的小型光伏阵列模块电连接，功率输出端与本模块内部的电池升降压电路单元、逆变与交流滤波电路单元电连接，信号输入端和输出端与功率电路和控制电路模块内部的控制电路单元电连接；所述电池升降压单元为双向buck/boost升降压电路结构，由驱动板、升压滤波电感、功率开关、续流二极管和稳压滤波电容组成，电池升降压单元功率输入端与模块外部的储能电池模块电连接，功率输出端与功率电路和控制电路模块内部的光伏升压电路单元、逆变与交流滤波电路单元电连接，信号输入端和输出端与本模块内部的控制电路单元电连接；所述逆变与交流滤波电路单元为单相全桥电路结构，由直流总线电容、功率开关、续流二极管、滤波电感和滤波电容组成，逆变与交流滤波电路单元的功率输入端与光伏升压电路单元和电池升降压电路单元的功率输出端电连接，其电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，该装置为一移动式机柜柜体，包括小型光伏阵列模块、储能电池模块、功率电路和控制电路模块、电气设备连接模块、人机交互模块、温度检测与消防模块、柜体外壳和移动模块；
2.根据权利要求1所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，所述小型光伏阵列模块中光伏组件单元中包含9块48V额定工作电压和3A电流的光伏板，通过所述光伏拓展与支撑单元与柜体进行机械连接，通过所述光伏线路连接单元实现多个光伏组件之间的串并联、与柜内功率电路和控制电路模块的电连接；所述光伏拓展与支撑单元包含光伏板支撑框架、框架间折页和框架底部旋转式支撑杆，所述框架底部旋转式支撑杆有折叠和展开两种形式；所述光伏线路连接单元的功率输入端与光伏组件单元的功率输出端电连接，功率输出端与功率电路和控制电路模块的功率输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，该装置未使用时将框架底部旋转式支撑杆收纳于框架内，通过折页将相邻光伏板折叠；该装置使用时通过折页将相邻光伏板展开，将框架底部旋转式支撑杆旋转至需要支撑的光伏
4.根据权利要求1所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，所述储能电池模块中保护板单元的输入端与电池电芯单元的输出端和温度检测和散热单元串并联，用于自动测量电池电压、电流参数，计算电池电量参数，并根据温度检测的结果向电池电芯单元输出保护控制开关信号；温度检测和散热单元包含热敏元件和风扇，其输出端与保护板单元输入端电连接，根据自身温度检测的结果调整风扇转速，在异常温度下向保护板单元输出报警信号。
5.根据权利要求4所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，所述储能电池模块中的电池电芯单元中包含60个主要材料为磷酸铁锂的电芯，串联后总端电压为196V，容量为50Ah。
6.根据权利要求1所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，在功率电路和控制电路模块中：所述控制电路单元由DSP核心板组成，控制电路单元输入端与本模块内部的光伏升压电路单元、电池升降压电路单元、逆变与交流滤波单元的测量输出端电连接，该连接位置称为直流总线，与模块外部的温度检测与消防模块和人机交互模块的信号输出端电连接；控制电路单元输出端与本模块内部的光伏升压电路单元、电池升降压电路单元和逆变与交流滤波单元的功率驱动端电连接，与功率电路和控制电路模块内部的并网继电器单元的信号输入端电连接；所述光伏升压电路单元为Boost升压电路结构，由驱动板、升压滤波电感、功率开关、续流二极管和稳压滤波电容组成，光伏升压电路单元功率输入端与模块外部的小型光伏阵列模块电连接，功率输出端与本模块内部的电池升降压电路单元、逆变与交流滤波电路单元电连接，信号输入端和输出端与功率电路和控制电路模块内部的控制电路单元电连接；所述电池升降压单元为双向Buck/Boost升降压电路结构，由驱动板、升压滤波电感、功率开关、续流二极管和稳压滤波电容组成，电池升降压单元功率输入端与模块外部的储能电池模块电连接，功率输出端与功率电路和控制电路模块内部的光伏升压电路单元、逆变与交流滤波电路单元电连接，信号输入端和输出端与本模块内部的控制电路单元电连接；所述逆变与交流滤波电路单元为单相全桥电路结构，由直流总线电容、功率开关、续流二极管、滤波电感和滤波电容组成，逆变与交流滤波电路单元的功率输入端与光伏升压电路单元和电池升降压电路单元的功率输出端电连接，其电压为直流400V；功率输出端与并网继电器单元功率输入端电连接，信号输入端和输出端与控制电路单元电连接；所述并网继电器单元的输入端引出本地负荷方向的功率输出端，其电压为交流有效值220V，与电气设备连接模块的功率输入端电连接；在并网继电器单元的输出端，引出电网方向的功率输出端，电压为交流有效值220V，与电气设备连接模块的功率输入端电连接。
7.根据权利要求1所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，所述电气设备连接模块的插头用于功率电路和控制电路模块中的电网方向功率输入和输出，依次串联空气开关、熔断器以及功率电路和控制电路模块中的并网继电器单元的功率输出端；所述插座用于功率电路和控制电路模块中的本地负荷方向功率输入和输出，连接在功率电路和控制电路模块中的并网继电器单元的功率输入端上。
8.一种移动式单相并离网光储一体装置的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种移动式单相并离网光储一体装置的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括如下子步骤：
10.根据权利要求9所述的一种移动式单相并离网光储一体装置的控制...
【技术特征摘要】
1.一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，该装置为一移动式机柜柜体，包括小型光伏阵列模块、储能电池模块、功率电路和控制电路模块、电气设备连接模块、人机交互模块、温度检测与消防模块、柜体外壳和移动模块；
2.根据权利要求1所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，所述小型光伏阵列模块中光伏组件单元中包含9块48v额定工作电压和3a电流的光伏板，通过所述光伏拓展与支撑单元与柜体进行机械连接，通过所述光伏线路连接单元实现多个光伏组件之间的串并联、与柜内功率电路和控制电路模块的电连接；所述光伏拓展与支撑单元包含光伏板支撑框架、框架间折页和框架底部旋转式支撑杆，所述框架底部旋转式支撑杆有折叠和展开两种形式；所述光伏线路连接单元的功率输入端与光伏组件单元的功率输出端电连接，功率输出端与功率电路和控制电路模块的功率输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，该装置未使用时将框架底部旋转式支撑杆收纳于框架内，通过折页将相邻光伏板折叠；该装置使用时通过折页将相邻光伏板展开，将框架底部旋转式支撑杆旋转至需要支撑的光伏支撑框架下方。
4.根据权利要求1所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，所述储能电池模块中保护板单元的输入端与电池电芯单元的输出端和温度检测和散热单元串并联，用于自动测量电池电压、电流参数，计算电池电量参数，并根据温度检测的结果向电池电芯单元输出保护控制开关信号；温度检测和散热单元包含热敏元件和风扇，其输出端与保护板单元输入端电连接，根据自身温度检测的结果调整风扇转速，在异常温度下向保护板单元输出报警信号。
5.根据权利要求4所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，所述储能电池模块中的电池电芯单元中包含60个主要材料为磷酸铁锂的电芯，串联后总端电压为196v，容量为50ah。
6.根据权利要求1所述的一种移动式单相并离网光储一体装置，其特征在于，在功率电路和控制电路模块中：所述控制电路单元由dsp核心板组成，控制电路单元输入端与本模块内部的光伏升压电路单元、电池升降压电路单元、逆变与交流滤波单元的测量输出端电连接，该连接位置称为直流总线，与模块外部的温度检测与消防模块和人机交互模块的信号输出端电连接；控制电路单元输出端与本模块内部的光伏升压电路单元、电池升降压电路单元和逆变与交...
【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，郑太英，伊比益，江代君，范铮，
申请(专利权)人：浙江华云电力工程设计咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
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