一种园区电能优化装置及其工作方法与流程

本发明涉及电能优化装置领域，特别涉及一种利用光伏发电系统及蓄电池组进行削峰填谷的园区电能优化装置及其工作方法。

背景技术：

现阶段，园区申请计划分配的用电指标时，都以峰值用电量为标准进行申请，但在园区负荷启动正常工作后，其用电量量将大幅度的降低，因此由于峰值用电量的存在，园区将按照峰值用电容量缴纳电费，这也大大提高了园区微电网的用电成本。另一方面园区在发展的过程中，变压器的容量已按照现有的负荷进行建设，增加负荷将会要求变压器进行扩容，这也将大大提高园区微电网的用电成本。为了解决上述问题，提出了一种园区电能优化装置。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决如下问题：1、园区用电负荷在启动时，导致峰值用电量超出变压器容量的问题；2、园区电能峰值容量需求高于变压器容量时，导致实际用电量超过计划分配的用电指标而承受的高额违约电费的问题；本发明提供了一种园区电能优化装置及其工作方法。

技术方案：一种园区电能优化装置，包括光伏发电系统、蓄电池组、监测模块、用电负荷、电网接入模块、控制装置和光强传感器；所述监测模块安装在园区微电网系统中，其中：

所述光伏发电系统与控制装置连接，将发出的电量输送给控制装置进行分配；

所述监测模块与控制装置连接，监测模块实时检测园区微电网负荷的用电情况，将检测园区瞬间峰值用电量与变压器容量对比后的数据传送给控制装置进行判断；

所述光强传感器与控制装置连接，检测光强度是否满足，并将数据传送给控制装置进行判断；

所述电网接入模块与控制装置连接，电网接入模块设置在园区变压器的输出端；

所述控制装置与用电负荷连接，控制装置将电网接入模块连接的电能判断是否输送给用电负荷；

所述蓄电池组与控制装置连接，蓄电池组为控制装置供电，同时，控制装置将光伏发电系统发出多余的电量为蓄电池进行充电。

作为优化：所述光强传感器安装在光伏发电系统的正中间。

作为优化：所述光伏发电系统采用分布式安装在园区厂房屋顶。

作为优化：所述蓄电池组集中存放在通风良好的厂房内集中管理。

作为优化：所述用电负荷为园区内用电的各个企业或者其他用电设备。

作为优化：所述电网接入模块安装在园区变压器的输出端。

一种根据所述的园区电能优化装置的工作方法：

(1).在白天用电高峰时，监测模块实时检测用电负荷的用电功率；

当用电负荷的实际用电功率p实小于园区变压器的额定功率p额时，园区内的用电企业所需的电能由电网正常供电；

当用电负荷的实际用电功率p实大于园区变压器的额定功率p额时，光强传感器检测光强是否满足光伏发电的条件：

a若满足则光伏发电系统发出的功率pv作为补充为用电负荷提供电能，此时比较用电负荷的实际用电功率p实与(p额+pv)值的大小；

若p实<p额+pv，则光伏发电系统与电网共同为用电负荷提供电能；

若p实>p额+pv时，控制装置释放蓄电池组中存储的电能，电网、光伏发电系统和蓄电池组共同工作，为用电负荷提供电能；

b若光强传感器检测光强不满足光伏发电条件，则控制装置直接释放蓄电池组中存储的电能，电网与蓄电池组共同为负载提供电能，在设计蓄电池组的容量时，要确保电网的容量与蓄电池组的容量之和满足用电负载的需求；

(2).在白天满足光伏发电条件且用电功率小于园区变压器功率时，光伏发电系统1产生的电能为蓄电池组充电，若在白天蓄电池组还未充满电，在夜间利用用电低谷时的市电为其充电，直至充满，以备第二天白天用电高峰时为用电负荷提供电能。

有益效果：本发明的装置利用光伏发电系统以及夜晚用电低谷时的电能为蓄电池组充电，利用监测模块检测负荷的用电需求，负荷用电需求量在用电指标范围内时，电网为负荷提供电能，当负荷的用电需求量超出计划分配的用电指标时，光伏发电系统及蓄电池组作为电网补充，一起为负荷提供电能，确保负荷从电网中获取的电量在计划分配的用电指标范围内。

附图说明

下面结合附图对本创造发明作进一步的说明。

图1为本发明的装置的结构框图；

图2为本发明的园区电网电气连接结构图；

图3为本发明的园区负荷工作流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种园区电能优化装置。包括光伏发电系统1、蓄电池组2、监测模块3、用电负荷4、电网接入模块5、控制装置6、光强传感器7。所述监测模块3安装在园区微电网系统中，其中：所述光伏发电系统1与控制装置6连接，将发出的电量输送给控制装置6进行分配；所述监测模块3与控制装置6连接，监测模块3实时检测园区微电网负荷的用电情况，将检测园区瞬间峰值用电量与变压器容量对比后的数据传送给控制装置6进行判断；所述光强传感器与控制装置6连接，检测光强度是否满足，并将数据传送给控制装置6进行判断；所述电网接入模块5与控制装置6连接，电网接入模块5设置在园区变压器的输出端；所述控制装置6与用电负荷4连接，控制装置6将电网接入模块5连接的电能判断是否输送给用电负荷4；所述蓄电池组2与控制装置6连接，蓄电池组2为控制装置6供电，同时，控制装置6将光伏发电系统1发出多余的电量为蓄电池进行充电。所述的光强传感器7安装在光伏发电系统的正中间。所述的光伏发电系统采用分布式安装在园区厂房屋顶。所述的蓄电池组2集中存放在通风良好的厂房内集中管理。所述的用电负荷4为园区内用电的各个企业或者其他用电设备。所述的电网接入模块5安装在园区变压器的输出端。

该电能优化装置采用监测模块3实时检测园区微电网负荷的用电情况，利用光伏发电系统1及蓄电池组2存储的电能作为电网的补充，具有削峰填谷的作用，对于园区电网优化具有十分重要的意义。

光伏发电系统1采用分布式安装在园区厂房屋顶，蓄电池组2集中存放在通风良好的厂房内集中管理，监测模块3安装在园区微电网系统中，用电负荷4为园区内用电的各个企业或者其他用电设备，电网接入模块5安装在园区变压器的输出端，光强传感器7安装在光伏发电系统1的正中间。

在白天用电高峰时，监测模块3实时检测用电负荷4的用电功率，当用电负荷4的实际用电功率p实小于园区变压器的额定功率p额时，园区内的用电企业所需的电能由电网正常供电；当用电负荷4的实际用电功率p实大于园区变压器的额定功率p额时，光强传感器7检测光强是否满足光伏发电的条件，若满足则光伏发电系统1发出的功率pv作为补充为用电负荷4提供电能，此时比较用电负荷4的实际用电功率p实与(p额+pv)值的大小，若p实<p额+pv，则光伏发电系统1与电网共同为用电负荷4提供电能，若p实>p额+pv时，控制装置6释放蓄电池组2中存储的电能，电网、光伏发电系统1和蓄电池组2共同工作，为用电负荷4提供电能。若光强传感器7检测光强不满足光伏发电条件，则控制装置6直接释放蓄电池组2中存储的电能，电网与蓄电池组2共同为负载提供电能，在设计蓄电池组2的容量时，要确保电网的容量与蓄电池组2的容量之和满足用电负载4的需求。

在白天满足光伏发电条件且用电功率小于园区变压器功率时，光伏发电系统1产生的电能为蓄电池组2充电，若在白天蓄电池组2还未充满电，在夜间利用用电低谷时的市电为其充电，直至充满，以备第二天白天用电高峰时为用电负荷4提供电能。

本发明中，监测模块实时检测园区微电网负荷的用电情况，在正常工作条件下，负荷用电由电网供电；当监测模块检测园区瞬间峰值用电量超出变压器容量(计划分配的用电指标)时，光伏发电系统及蓄电池组作为电网的补充，为负载提供电能。

本发明在光强传感器检测白天光强满足光伏发电系统工作的条件下，光伏发电系统为蓄电池充电，多余的电量为园区负荷供电；若光伏发电系统在白天未将蓄电池组的电量充满，则在夜间用电低谷时，利用市电为蓄电池组充电，直至充满。充满电的蓄电池组作为备用电源，在园区负荷启动瞬间，可能导致的瞬时用电量峰值超出计划用电指标时释放出来，具有削峰作用，可以大大降低园区微电网的用电成本及违约成本。

本发明的装置在正常工作情况下，电网为用电负荷供电，光强传感器检测光强满足发电条件，光伏发电系统为蓄电池组充电，若蓄电池组的容量没有充满，夜晚用电低谷时，利用市电为蓄电池组充电。当监测模块检测负荷瞬间的用电需求量高于变压器容量(计划分配的用电指标)时，光伏发电系统为用电负荷提供电能，若还不能满足负荷的用电需求，则将蓄电池组中存储的电能进行释放，确保从电网中获取的电量在计划分配的用电指标范围内。

本发明的装置利用光伏发电系统以及夜晚用电低谷时的电能为蓄电池组充电，利用监测模块检测负荷的用电需求，负荷用电需求量在用电指标范围内时，电网为负荷提供电能，当负荷的用电需求量超出计划分配的用电指标时，光伏发电系统及蓄电池组作为电网补充，一起为负荷提供电能，确保负荷从电网中获取的电量在计划分配的用电指标范围内。