家庭能源系統技術方案

本實用新型專利技術提出一種家庭能源系統，并且該家庭能源系統連接在電網和負載之間，包括：太陽能電池模塊；儲能電池模塊；雙向導通逆變器，所述雙向導通逆變器分別與所述太陽能電池模塊和所述儲能電池模塊相連；第一控制器，所述第一控制器與所述雙向導通逆變器相連，所述第一控制器控制所述雙向導通逆變器在離網工作時，所述太陽能電池模塊和所述儲能電池模塊共同為所述負載供電。該家庭能源系統具備并網發電和離網帶載能力，且安全可靠、成本低、適應性強。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及發電和供電
，特別涉及一種家庭能源系統。
技術介紹
目前，常規能源的儲備正隨著人類文明的高度發展而迅速枯竭。為了減少大氣污染、保護生態環境、保證能源的長期穩定供應，逐步改變現有的能源結構，大力開發利用新能源，已成為各國的共識。太陽能以其清潔、高效、永不枯竭的特點成為最具有 發展前景的綠色能源。同時，為優化電網電源結構，改善電網的運行條件，提高系統運行的經濟性、可靠性，各種形式的儲能電站也開始初步推廣。然而僅僅依靠大型光伏電站、儲能電站根本無法滿足日益增長的能源需求，因而相對方便、靈活小巧的家庭式能源系統具有廣闊的發展前景。當前光伏發電系統主要是兩種形式獨立發電帶載型和并網發電型。其中，并網發電型的光伏發電系統是當前光伏應用的主要形式，通常為三相三橋并網形式。用于光伏并網發電的三相四橋臂逆變器及光伏并網發電系統為三相四橋臂逆變器系統在光伏并網發電中的一種較好應用，能夠適應不平衡電網并減小并網時輸出電流的諧波。而獨立發電帶載型又稱為離網發電帶載型，這種形式的光伏發電系統在偏遠地區運用較為廣泛，普遍采用三相三橋臂逆變器后接三角變星型變壓器構成四線系統以實現帶不平衡負載功能。然而，以上兩種形式的光伏發電系統均具有明顯的缺陷。首先，離網發電帶載型的光伏發電系統靈活方便、適用性好、輸出電能質量高，在一些偏遠無電網地區已經有廣泛應用，但對陽光狀態依賴度過高，若長時間陰雨天氣，系統就無法對外供電，同時由于成本高，不利于更大面積推廣。其次，并網發電型的光伏發電系統需要依賴電網，并在電網出現異常時便無法正常工作，另外由于各種非線性不平衡負載的廣泛應用，使得局部電網某相或某幾相出現無功有功缺額、諧波超標，為提高電能質量就必須額外增加電力濾波器、無功補償器等，不僅增加成本且往往補償范圍有限。因此，高成本、低可靠性、低適應性這幾個因素嚴重制約了家庭光伏發電系統的推廣與發展。
技術實現思路
本技術的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術缺陷。為此，本技術的目的在于提出一種家庭能源系統，具備并網發電和離網帶載能力，且安全可靠、成本低、適應性強。為達到上述目的，本技術提出了一種家庭能源系統，其中，所述家庭能源系統連接在電網和負載之間，所述家庭能源系統包括太陽能電池模塊；儲能電池模塊；雙向導通逆變器，所述雙向導通逆變器分別與所述太陽能電池模塊和所述儲能電池模塊相連；第一控制器，所述第一控制器與所述雙向導通逆變器相連，所述第一控制器控制所述雙向導通逆變器在離網工作時，所述太陽能電池模塊和所述儲能電池模塊共同為所述負載供電。根據本技術的家庭能源系統，不僅效率高、安全可靠、成本低，同時具備并網發電與離網帶載能力，還能夠適應各種類型負載和適應惡劣電網環境。此外，還具有電網綜合補償、微型儲能電站的功能。本技術附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術的實踐了解到。附圖說明本技術上述的和/或附加的方面和優點從以下結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I為根據本技術實施例的家庭能源系統的結構示意圖；圖2為根據本技術實施例的家庭能源系統的進一步的結構示意圖；圖3為根據本技術實施例的家庭能源系統的電路不意圖；和圖4為根據本技術實施例的家庭能源系統運行過程中能量流動示意圖。具體實施方式下面詳細描述本技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本技術，而不能解釋為對本技術的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本技術的不同結構。為了簡化本技術的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本技術。此外，本技術可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本技術提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。在本技術的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。參照下面的描述和附圖，將清楚本技術的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本技術的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本技術的實施例的原理的一些方式，但是應當理解，本技術的實施例的范圍不受此限制。相反，本技術的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內涵范圍內的所有變化、修改和等同物。下面參照附圖描述根據本技術實施例提出的家庭能源系統。如圖I所示，該家庭能源系統連接在電網和負載之間，包括太陽能電池模塊101、儲能電池模塊102、雙向導通逆變器103和第一控制器104。其中，雙向導通逆變器103分別與太陽能電池模塊101和儲能電池模塊102相連，第一控制器104與雙向導通逆變器103相連。第一控制器104控制雙向導通逆變器103在離網工作時，太陽能電池模塊101和儲能電池模塊102共同為負載供電。而在第一控制器104控制雙向導通逆變器103在并網工作時，電網、太陽能電池模塊101和儲能電池模塊102共同為負載供電，并在電網處于低負荷狀態時控制雙向導通逆變器103反向導通以使電網向儲能電池模塊102充電。此外，在電網處于非線性高負荷例如不平衡非線性負載大量運用時，第一控制器104控制雙向導通逆變器103正向導通以輸出有功/無功對電網進行補償。進一步地，在本技術的一個實施例中，如圖2所示，太陽能電池模塊101包括太陽能電池單元201、單向DC/DC變換單元202和第二控制器203。其中，單向DC/DC變換單元202與太陽能電池單元201相連，第二控制器203與單向DC/DC變換單元202相連，并當太陽能電池單元201的輸出電壓高于預設啟動電壓時，第二控制器203控制單向DC/DC 變換單元202啟動。當太陽能電池單元201的輸出電壓低于預設停機電壓時，第二控制器203控制單向DC/DC變換單元202關閉。如圖2所示，儲能電池模塊102包括儲能電池單元204、雙向DC/DC變換單元205和第三控制器206。其中，雙向DC/DC變換單元205與儲能電池單元204相連，第三控制器206與雙向DC/DC變換單元205相連，當儲能電池單元204的能量低于閾值且電網正常時，雙向DC/DC變換單元205在第三控制器206的控制下通過電網和太陽能電池模塊101為儲能電池單元204充電。此外，儲能電池單元還包括電池管理器(圖中未示出)，用于監控儲能電池單元的容量、電壓、電流等。具體地，如圖3所示，為了方便本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種家庭能源系統，其特征在于，所述家庭能源系統連接在電網和負載之間，所述家庭能源系統包括：太陽能電池模塊；儲能電池模塊；雙向導通逆變器，所述雙向導通逆變器分別與所述太陽能電池模塊和所述儲能電池模塊相連；第一控制器，所述第一控制器與所述雙向導通逆變器相連，所述第一控制器控制所述雙向導通逆變器在離網工作時，所述太陽能電池模塊和所述儲能電池模塊共同為所述負載供電。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：景劍飛，孫嘉品，尹韶文，郭彬，
申請(專利權)人：比亞迪股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：