一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统技术方案

技术编号:40742171 阅读:12 留言:0更新日期:2024-03-25 20:01
本技术提供一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,包括:电控柜;PLC主控系统,安装在电控柜中;交流负载,与电控柜连接;光伏系统,与电控柜连接;储能系统,与电控柜连接;以及变流器,安装在电控柜中,包括用于交直流转换的双向DC/AC变流器、连接光伏系统的单向DC/DC变流器、以及连接储能系统的双向DC/DC变流器;双向DC/AC变流器、单向DC/DC变流器、双向DC/DC变流器由PLC主控系统协调控制。分散式光储交直流系统可灵活应用于猪场的各个小型猪舍,并且可与外电网并网协同运行及离网运行,相比集中式的光储系统可减少投资成本,更适合猪场小型猪舍的低碳化改造。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及储能供电系统,具体涉及一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统


技术介绍

1、科学合理开发利用新能源极为重要重点,代表性的风能、太阳能等可再生自然能源及其分布式发电的理论研究和产业应用更是重中之重。

2、由于交流微电网与当下的传统大电网系统匹配度最高,因此交流微电网发展迅速、技术成熟、运行可靠。目前应用比较广泛的微网系统基本都是基于交流母线的微网系统,在这个系统中,太阳能、风能等分布式发电系统产生的电力经过dc/ac变换传送至交流母线侧。但是实际的负载不仅有交流负载,还有直流负载,例如直流充电桩、直流电机、led照明灯等,因此在为直流负载供电时,需要再次将交流电转换成高压直流电,再将高压直流电转换为低压直流电,如此多次的转换,会造成系统电能的损失。

3、虽然直流微电网在我国研究起步较晚,进展较慢,但是直流微电网不需要考虑无功功率波动和频率偏移,因此直流侧母线的电压可以作为判断直流微网系统稳定运行的唯一标准。这使得直流微电网的研究成为最新热点,在实际工程中,船舶系统、数据中心和电动汽车等均采用直流微电网的配电方式。

4、尽管针对交流微电网或直流微电网的研究比较多,由于微电网中分布式能源形式越来越多样化,负荷需求更加复杂,因此交直流混合微电网的概念一经提出就受到了国内外专家学者的广泛关注,交直流混合微电网吸取了上述两种微电网的优点,必将成为未来相当一段时间内智能微网发展的重要趋势。

5、近年来,国内农业方面对微电网的技术应用也取得了一些进展。国内有大型的养殖企业也在逐步向可再生能源做应用方面的探索,并建成投运了一些关于农业微电网的试点工程。由于微电网的网络方式比较灵活,运行模式多样,因此难以避免建成的微电网系统受到组网方式不够灵活的缺陷,对微电网科学研究和应用的综合性方面呈现出局限性。在农业领域出现了以下缺点:

6、(1)现在光伏、储能系统在农业特别是畜禽养殖业的应用非常少,且大多数应用都是集中式大规模式的光伏组件铺设,发出电能后卖电给供电部门,和养殖业的实际用电结合并不紧密;

7、(2)光伏+储能+交直流此类形式的供电模式在畜禽养殖业基本没有研究和应用案例;

8、(3)当前的光伏系统主要是集中大规模式的,整体投资成本大,对农业养殖业来说并不适合,需要发展和研究适合小型猪舍的小型化、分散式的光储交直流系统,以便后续应用。

9、因此,当前的微电网系统存在着投资成本高、交直流组网架构不够灵活、类型及功能覆盖不够全面、未来系统扩展存在困难等缺陷,需要开发和设计一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统。


技术实现思路

1、本技术是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统。

2、本技术提供了一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,具有这样的特征,包括:电控柜,内置有电气元件;plc主控系统,安装在电控柜中;交流负载,与电控柜连接,包括用于小型猪舍的通风电机;光伏系统,与电控柜连接,包括多个光伏组件;储能系统,与电控柜连接,包括多个蓄电池组;以及变流器,安装在电控柜中,包括用于交直流转换的双向dc/ac变流器、连接光伏系统的单向dc/dc变流器、以及连接储能系统的双向dc/dc变流器;双向dc/ac变流器、单向dc/dc变流器、双向dc/dc变流器由plc主控系统协调控制。

3、在本技术提供的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统中,还可以具有这样的特征,还包括:上位机,与plc主控系统通信连接,用于控制和监控plc主控系统的运行状态。

4、在本技术提供的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统中,还可以具有这样的特征:电控柜表面具有用于连接交流负载、光伏系统、储能系统、以及大电网的多个快速插接式端口。

5、在本技术提供的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统中,还可以具有这样的特征:交流负载通过交流母线与电控柜连接,光伏系统和储能系统通过直流母线与电控柜连接。

6、在本技术提供的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统中,还可以具有这样的特征:分散式光储交直流系统具有并网和离网两种运行模式。

7、在本技术提供的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统中,还可以具有这样的特征:分散式光储交直流系统在plc主控系统控制下具有以下六种工作模式:

8、模式1、当光照较强,光伏系统发出的最大电能多于交流负载用电需求,并且储能系统未达到最高荷电状态时,光伏系统工作在最大功率跟踪状态且向通风风机和储能系统供电,储能系统工作在充电状态,双向dc/ac变流器工作在逆变模式;

9、模式2:当光照较强,光伏系统发出的最大电能多于交流负载用电需求,并且储能系统已经达到最高荷电状态时,光伏系统工作在最大功率跟踪状态且仅满足通风风机供电,储能系统工作在停机状态,双向dc/ac变流器工作在逆变模式;

10、模式3:当光照一般,光伏系统发出的最大电能不能满足交流负载用电需求,并且储能系统已达到放电下限时,光伏系统工作在最大功率跟踪状态且向通风风机供电,缺额的功率由外电网补充,储能系统工作在停机状态,双向dc/ac变流器工作在逆变模式;

11、模式4:当光照一般,光伏系统发出的最大电能不能满足交流负载用电需求,并且储能系统未达到最小荷电状态时,光伏系统工作在最大功率跟踪状态且向通风风机供电,缺额的功率由外电网和储能系统补充,储能系统工作在放电状态,双向dc/ac变流器工作在逆变模式;

12、模式5:当光照较弱,光伏系统发出的最大电能接近于0,不能满足交流负载用电需求,并且储能系统未达到最小荷电状态时,光伏系统工作在停机状态,储能系统工作在放电状态且向通风电机供电,双向dc/ac变流器工作在逆变模式;

13、模式6:当光照较弱,光伏系统发出的最大电能接近于0,不能满足交流负载用电需求,并且储能系统已经达到最小荷电状态时,光伏系统工作在停机状态,储能系统工作在停机状态,通风风机全部由外电网供电,双向dc/ac变流器工作在停机模式。

14、技术的作用与效果

15、根据本技术所涉及的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,具有以下有益效果:

16、(1)本分散式光储交直流系统作为单个集成化的分散式“源-储-荷”单元可灵活应用于猪场的各个小型猪舍,并且可与外电网并网协同运行及离网运行,有效帮助畜禽养殖业快速进入新能源领域;

17、(2)本分散式光储交直流系统包括电控柜、plc主控系统、交流负载、光伏系统、储能系统以及变流器,其中,交流负载是交流装置,光伏系统和储能系统采用的是直流装置,这种交直流混合系统是今后相当一段时间的重要供电方式,在农业畜禽养殖领域具有十分重要的理论和现实意义;

18、(3)本分散式光储交直流系统相比集中式的光储系统可减少投资成本,更适合猪场小型猪舍的低碳化改造。

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【技术保护点】

1.一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1所述的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.一种适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1所述的适用于小型猪舍的分散式光储交直流系统,其特征在于:

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【专利技术属性】
技术研发人员:武杰文屈德强李军祥
申请(专利权)人:上海理工大学
类型:新型
国别省市:

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