一种光伏不间断供电的变电系统

技术领域

本发明涉及变电站领域，特别涉及一种光伏不间断供电的变电系统。

背景技术

变电站能够实现汇集电能、分配电能的功能，是电网正常工作必不可少的设备系统。其中，箱式变电站是将变电装置集成在箱体内，具有占地面积小、可移动的优点，能够灵活应用在各种户外使用场景。箱式变电站一般配置有分合闸电磁铁、仪表、照明灯和除湿器等自耗能元件，为了对自耗能元件供电，箱式变电站配置有UPS(不间断电源)，UPS能够将电网的交流电稳压后向自耗能元件供电，并且UPS内置有电池，当电网故障时，UPS使用电池维持对自耗能元件供电，实现不间断供电的效果，以使得箱式变电站能够维持正常工作环境，在电网修复后能够快速恢复工作。

然而，现有的箱式变电站结构中，UPS消耗的电能均来自电网，对电网的电能消耗较大，并且在箱式变电站在移动或放置过程中长期未并入电网，会存在电池电能耗尽而导致箱式变电站无法正常工作的情况，不便于应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光伏不间断供电的变电系统，其能够利用太阳能发电，进而对自耗能组件进行供电。

根据本发明的一种光伏不间断供电的变电系统，包括：箱体，设置有容腔；自耗能组件，设置在所述容腔中；储能组件，设置在所述容腔中，所述储能组件与所述自耗能组件电性连接；光伏组件，设置在箱体顶部，所述光伏组件分别与所述自耗能组件以及所述储能组件电性连接。

根据本发明实施例的一种光伏不间断供电的变电系统，至少具有如下有益效果：通过在箱体顶部设置有光伏组件，光伏组件接受太阳光照能够产生电能传输至自耗能组件，为自耗能组件供电，同时光伏组件产生的电能传输至储能组件，储能组件将电能储存，当太阳光照不足时，储能组件释放电能为自耗能组件进行供电，实现不间断供电的效果。以此结构，能够充分利用箱体占地接收到的太阳光照，即太阳能，具有环保无污染的优点。同时，即使因移动或放置长期未并入电网，亦能够减少储能组件电能耗尽的情况发生，有利于提高可靠性，更便于应用。

根据本发明的一些实施例，所述箱体的顶部设置有支架，所述支架设置有延伸至所述箱体边缘外的扩展部，所述光伏组件包括多块光伏板，所述光伏板设置在所述支架上。

根据本发明的一些实施例，还包括设置在所述箱体侧面的支撑架，所述支撑架与所述扩展部连接。

根据本发明的一些实施例，所述光伏组件还包括汇流组件，多块所述光伏板均与所述汇流组件电性连接，所述汇流组件分别与所述自耗能组件以及所述储能组件电性连接。

根据本发明的一些实施例，还包括设置在所述容腔中的逆变电路，所述逆变电路的输入端分别与所述光伏组件以及所述储能组件电性连接，所述逆变电路的输出端与所述自耗能组件电性连接。

根据本发明的一些实施例，还包括设置在所述容腔中的滤波电路，所述滤波电路的输入端能够与电网电性连接，所述滤波电路的输出端分别与所述自耗能组件以及所述储能组件电性连接。

根据本发明的一些实施例，所述储能组件包括设置在所述容腔中的至少一个蓄电池，还包括充电电路，所述充电电路的输入端分别与所述光伏组件以及所述滤波电路的输出端电性连接，所述充电电路的输出端与所述蓄电池电性连接。

根据本发明的一些实施例，还包括检测模块、控制模块以及切换模块，所述检测模块分别与所述储能组件以及所述光伏组件电性连接，所述检测模块能够检测所述储能组件的输出电压以及所述光伏组件的输出电压，所述控制模块分别与所述检测模块以及所述切换模块电性连接，所述切换模块与所述滤波电路的输入端连接，所述切换模块能够控制所述滤波电路与电网的通断。

根据本发明的一些实施例，所述切换模块包括设置在容腔中的第一断路器，所述滤波电路的输入端与所述第一断路器电性连接，所述控制模块与所述第一断路器的控制端连接。

根据本发明的一些实施例，还包括设置在容腔的第二断路器、第三断路器以及第四断路器，所述光伏组件通过所述第二断路器分别与所述充电电路以及所述逆变电路电性连接，所述储能组件通过所述第三断路器分别与所述充电电路以及所述逆变电路电性连接，所述自耗能组件通过所述第四断路器分别与所述逆变电路以及所述滤波电路电性连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明其中一种实施例的立体图；

图2为本发明其中一种实施例的截面图；

图3为本发明其中一种实施例的电路图；

图4为本发明其中一种实施例的原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，根据本发明实施例的一种光伏不间断供电的变电系统，包括：箱体100，设置有容腔101；自耗能组件200，设置在容腔101中；储能组件300，设置在容腔101中，储能组件300与自耗能组件200电性连接；光伏组件400，设置在箱体100顶部，光伏组件400分别与自耗能组件200以及储能组件300电性连接。

通过在箱体100顶部设置有光伏组件400，光伏组件400接受太阳光照能够产生电能传输至自耗能组件200，为自耗能组件200供电，同时光伏组件400产生的电能传输至储能组件300，储能组件300将电能储存，当太阳光照不足时，储能组件300释放电能为自耗能组件200进行供电，实现不间断供电的效果。以此结构，能够充分利用箱体100占地接收到的太阳光照，即太阳能，具有环保无污染的优点。同时，即使因移动或放置长期为并入电网，亦能够减少储能组件300电能耗尽的情况发生，有利于提高可靠性，更便于应用。

参照图1和图2，在本发明的一些实施例中，箱体100的顶部设置有支架110，支架110设置有延伸至箱体100边缘外的扩展部111，光伏组件400包括多块光伏板410，光伏板410设置在支架110上。

通过在箱体100顶部设置有铺设光伏板410的支架110，并且支架110设置有延伸至箱体100边缘外的扩展部111，扩展部111能够增大铺设光伏板410的面积，有利于设置足够面积的光伏板410产生满足使用需求的电能。另外，拓展部配合光伏板410能够在箱体100附近形成遮阳区域，便于使用者使用。

参照图1和图2，在本发明的一些实施例中，还包括设置在箱体100侧面的支撑架120，支撑架120与扩展部111连接。

通过箱体100侧面设置有支撑架120与拓展部连接，有利于令拓展部的结构更加稳定，并且增强整体结构强度，有利于提高可靠性。

参照图2，在本发明的一些实施例中，光伏组件400还包括汇流组件420，多块光伏板410均与汇流组件420电性连接，汇流组件420分别与自耗能组件200以及储能组件300电性连接。

在光伏板410接收太阳光照射时，每块光伏板410均会产生电流，单块光伏板410输出的电流大小可能不满足使用需求。通过汇流组件420将多块光伏板410产生电流汇集在一起，形成符合使用需求大小的电流进行输出。

汇流组件420可以是为常用的汇流箱的实施方式；汇流组件420亦可以是包括汇流铜排以及与光伏板410一一对应的熔断器的实施方式，光伏板410通过熔断器均与汇流铜排连接，汇流铜排再与自耗能组件200和储能组件300电性连接。

参照图4，在本发明的一些实施例中，还包括设置在容腔101中的逆变电路510，逆变电路510的输入端分别与光伏组件400以及储能组件300电性连接，逆变电路510的输出端与自耗能组件200电性连接。

由于光伏板410输出的是直流电，而部分自耗能组件200需要交流电进行工作，因此，通过设置有逆变电路510将光伏组件400输出的直流电逆变为交流电输出至自耗能组件200，令自耗能组件200能够正常工作。

逆变电路510可以是单向全桥式逆变电路510或其他常用的具有逆变功能的电路的实施方式。

参照图4，在本发明的一些实施例中，还包括设置在容腔101中的滤波电路520，滤波电路520的输入端能够与电网电性连接，滤波电路520的输出端分别与自耗能组件200以及储能组件300电性连接。

滤波电路520能够接受电网输入的电能并传输至自耗能组件200以及储能组件300，滤波电路520能够让电网输入的交流电更加平稳。以此，在与电网并联的状态下，在太阳光照不足并且储能组件300的电能耗尽时，能够从电网获取电能，维持自耗能组件200的正常工作，有利于提高可靠性。

滤波电路520可以是常用的LC电路、RLC电路等具有滤波功能的电路的实施方式。

参照图2和图3，在本发明的一些实施例中，储能组件300包括设置在容腔101中的至少一个蓄电池310，还包括充电电路530，充电电路530的输入端分别与光伏组件400以及滤波电路520的输出端电性连接，充电电路530的输出端与蓄电池310电性连接。

由于蓄电池310进行充电储能时需要合适大小的电压和电流，因此，充电电路530对电网输入的交流电、光伏组件400输入的直流电进行处理，以形成电压、电流大小合适的直流电对蓄电池310进行充电，有利于提高电路的可靠性。

蓄电池310可以是有多个，多个蓄电池310之间串联、并联或串并联以能够输出适合自耗能组件200工作的电压、电流。充电电路530可以是包括常用的AC-DC电源芯片配合外围电路以及DC-DC电源芯片配合外围电路的实施方式，实现将电网输入的交流电以及光伏组件400输入的直流电转换为适合对蓄电池310充电的直流电的效果。在某些实施例中，充电电路530可以是使用AC-DC充电器和DC-DC充电器的实施方式。

参照图4，在本发明的一些实施例中，还包括检测模块600、控制模块700以及切换模块800，检测模块600分别与储能组件300以及光伏组件400电性连接，检测模块600能够检测储能组件300的输出电压以及光伏组件400的输出电压，控制模块700分别与检测模块600以及切换模块800电性连接，切换模块800与滤波电路520的输入端连接，切换模块800能够控制滤波电路520与电网的通断。

通过检测模块600检测储能组件300以及光伏组件400输出的电压，控制模块700能够通过检测模块600获知储能组件300的电能是否耗尽以及光伏组件400是否有光照输出电能，以在储能组件300的电能耗尽并且太阳光照不足时，控制模块700控制切换模块800令电网与滤波电路520之间导通，使得电网能够经滤波电网传输电能至自耗能组件200，维持自耗能组件200正常工作，同时电网亦对储能组件300进行充电，以应对突发情况。以此结构，能够在储能组件300的电能耗尽并且太阳光照不足时自动并入电网，有利于提高可靠性和便捷性。

当控制模块700通过检测模块600获知光伏组件400有输出电压时，控制模块700控制切换模块800令电网与滤波电路520之间断开，以使用光伏组件400产生的电能对自耗能组件200供电和对储能组件300进行充电，减少对电网电能的消耗。

检测模块600可以是包括常用的电压互感器或分压电路等具有检测电压功能的器件或电路的实施方式。控制模块700可以是包括单片机、PLC或嵌入式芯片等具有接收、处理、输出数据信号实现控制功能的器件或设备的实施方式。

参照图3，在本发明的一些实施例中，切换模块800包括设置在容腔101中的第一断路器810，滤波电路520的输入端与第一断路器810电性连接，控制模块700与第一断路器810的控制端连接。

控制模块700通过控制第一断路器810的闭合、断开，进而实现控制电网与滤波电路520之间的通断的效果，结构简单，便于实施。

切换模块800除了包括第一断路器810的实施方式，还可以是包括继电器、接触器等能够在控制模块700的控制下令滤波电路520与电网导通或断开的器件。

参照图3，在本发明的一些实施例中，还包括设置在容腔101的第二断路器820、第三断路器830以及第四断路器840，光伏组件400通过第二断路器820分别与充电电路530以及逆变电路510电性连接，储能组件300通过第三断路器830分别与充电电路530以及逆变电路510电性连接，自耗能组件200通过第四断路器840分别与逆变电路510以及滤波电路520电性连接。

第二断路器820能够控制光伏组件400与充电电路530、逆变电路510之间的通断，以控制光伏组件400输出电能；第三断路器830能够控制储能组件300与充电电路530、逆变电路510之间的通断，以控制储能组件300获取电能和释放电能；第四断路器840能够控制自耗能组件200与逆变电路510、滤波电路520之间的通断，以控制自耗能组件200获取电能。以此结构，能够在检修时令不同组件之间断开，提高检修时的安全性，或者能够根据使用需求将光伏组件400、储能组件300或自耗能组件200切除，有利于令控制更加灵活。

参考图2和图3，在本发明的一些实施例中，逆变电路510、充电电路530以及滤波电路520可以是集成在同一设备当中的实施方式，如带市电充电功能的离网逆变器500，其集成逆变器、充电器以及滤波器在一体，有利于令使用和接线更加方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。