[发明专利]家用光伏发电用微网变电站系统

说明书

技术领域

本发明涉及微网变电站设备领域，具体是指家用光伏发电用微网变电站系统。

背景技术

随着社会的发展，可再生能源的应用越来越受青睐。其中太阳能作为一种清洁、安全、绿色的可再生能源，被认为是世界上最有发展前景的新能源技术之一。

随着国家对家用光伏发电项目的大力推广，相关单位更加关注家用光伏发电相关技术的发展。现有技术存在以下问题：

一是，目前家用光伏发电成本高、光电转换效率低。

二是，目前家用光伏发电仅用来平衡家庭用电，多余的电能得不到更广泛的使用。

家用光伏发电若采用光电转换率高的新型材料，安装、维护成本太高，不经济。因此，如何能够采用成本较低的光伏组件也能提高光电转换效率，成为一个课题。另一方面，如何将家用光伏发电并入微网，既能充分供应家庭用电，还能为社区等小范围区域进行公共用电的补充，若有富余还能并入电网，成为另一课题。

发明内容

本发明的目的在于提供家用光伏发电用微网变电站系统，通过实时调节光伏组件角度、设置太阳能控制器进行电能充电管理、微网变电站进行电能采集及分配管理，综合提高太阳能利用率，保证微网系统的稳定运行。

家用光伏发电用微网变电站系统，包括依次连接的光伏组件、防雷组件、太阳能控制器、微网变电站。

所述微网变电站包括箱式机壳和安装在箱式机壳内的直流配电柜、并网型光伏逆变器、交流配电柜、子EMS工控机；所述子EMS工控机分别与直流配电柜、并网型光伏逆变器、交流配电柜、太阳能控制器通过电信号线连接以进行数据通讯，同时子EMS工控机还与运维人员负责的控制主机远程通讯。

所述光伏组件包括多组太阳能电池组和光伏支架；所述太阳能电池组由多个太阳能电池片串联组成；所述光伏支架正面安装太阳能电池片且背面安装柔性调节支架；所述柔性调节支架包括一个位于光伏支架中心的固定支撑件和至少一个位于光伏支架周边且可伸缩调节的可调支撑件，且固定支撑架、可调支撑件分别与光伏支架铰接；所述太阳能控制器通过电信号线与各个可调支撑件连接。

所述太阳能电池组的输出端通过电力传输线依次经防雷组件、连接蓄电池组的太阳能控制器接入内置第一流量计的直流配电柜，所述直流配电柜将直流电汇总输送至并网型光伏逆变器进行DC-AC转换再输出交流电至内置第二流量计的交流配电柜；所述直流配电柜接直流负载；所述交流配电柜接交流负载。

本发明创造中，所述光伏组件可安装在建筑物屋顶或空旷区域，充分利用屋顶空间或闲置土地。多组光伏组件转换的电能依次通过防雷组件、太阳能控制器输入微网变电站进行统一监管形成微电网。太阳能这一清洁能源转换的电能通过微网变电站优先供应家庭用电、然后供应街道或社区公共用电、还能够并网接入高压电网。

所述光伏支架用于安装太阳能电池组。所述固定支撑件、可调支撑件配合使用，其中位于光伏支架背面中心的固定支撑件用于定位安装光伏支架，位于光伏支架背面周边的可调支撑件通过伸缩结构而改变光伏支架的倾角、仰角，从而改变太阳能电池组的倾角、仰角，通过适时调整太阳光入射角而综合提高太阳能电池组的光电转换率。所述可调支撑件的动作由运维人员人工或后台系统自动控制，控制信号经过控制主机、子EMS工控机、太阳能控制器传输至可调支撑件。

所述可调支撑件采用电驱动的电动推缸，其电能由光伏组件转换的电能提供。也就是说，本发明创造中可调支撑件由直流配电柜直接供电。

进一步地，所述固定支撑件包括固定支撑柱和第一铰接套；所述固定支撑柱一端为固定安装座且另一端为球形的第一球铰接头；所述第一铰接套一端固定在光伏支架背面且另一端外套于第一球铰接头。

所述可调支撑件包括直线式的电动推缸、铰接头和第二铰接套；所述电动推缸的伸缩杆其端部设置外螺纹；所述铰接头一端设置内螺纹并与伸缩杆螺纹连接，所述铰接头的另一端与第二铰接套铰接；所述第二铰接套远离铰接头的一端固定在光伏支架的背面。

本发明创造中，所述固定支撑件的一端安装在屋顶或其他安装平台上，且固定支撑件的另一端与光伏支架铰接。所述可调支撑件的一端安装在屋顶或其他安装平台上，且可调支撑件的另一端伸缩改变高度并与光伏支架铰接。上述结构不仅能够随太阳相对位置的变化而智能调节太阳光线入射角度，从而提高光电转换效率；还能够适应安装平台表面不平整的安装环境。

进一步地，所述可调支撑件的数量为一个；所述铰接头设置有销孔；所述第二铰接套为U型铰接架，所述U型铰接架的开口端设置穿过销孔而形成铰接结构的铰接轴，所述U型铰接架的连接端与光伏支架直接焊接或通过螺栓拧接。