光信号自寻址的微电站移动并网系统的制作方法

本发明是光信号自寻址的移动电源并网系统，用于小微类型的分布式光伏电站的的自动化电力采集和集中并网。系统包括散布的微电站与移动电源车两部分，电源车配置光信号感知器，并在车载电脑预置采集区的数字地图，每个微电站安装led灯，定时发出特定编码的光信号，电源车按照数字地图设定的轨迹自主行驶，其感知器接收到微电站的光信号，通过解析编码获取各电站的电力存储数据，并依靠测量光信号的方位与强度实现对微电站的精确定位，车载制电脑规划路线并指令电源车对接电力富余的电站，以充电方式把多余的电力转移到电源车中，然后电源车行驶到规定的并网点，完成电力的集中并网。本发明能自主完成大量微电站的电力采集，把分散的电力聚少成多，特别适合分布式光伏电站的电力调度和优化使用。

背景技术：

1、随着碳中和事业的快速发展，新能源电力系统得到广泛应用，在地区电力构成的比例不断提高。分布式光伏电站是新能源体系中份额最大的部分，这些电站安装在屋顶、农场、水面以及各种移动设施上，规模从几千瓦到上百千瓦，数量多，体量小，散布广，单个电站产生的电力不多，但集中起来计算，总发电量相当高。

2、国家对光伏电站采取“自发自用，余额上网”的政策，就是说电站要获得售电收益，需要向电力局申请并网许可，由电力局指定并网点，将所发电力接入电网，并通过专用计量设备每天统计发电量。并网申请流程相当繁琐，而且对现有电力设施要求较高，很多地方不具备并网条件，无法完成电力接入。对众多的微电站来说，逐一申请并网成本过高，是无法实现的。

3、注意到上述问题，本发明提出一种使用自动行驶的电源车的集中并网方案，电源车沿规划路线自主行驶，微电站配置发送光编码的led灯，电源车解析光编码获取各电站的电力数据，并通过光信号测量达到精确定位，实现电源车与微电站的自主对接，完成大量微电站的电力采集和集中并网。

技术实现思路

1、分布式光伏电站一般安装在屋顶、农场、水面以及各种移动设施上，规模小，数量多，容易建造，是世界各国均鼓励发展的能源设施。这些电站的发电量不大，以自发自用为主，不适合长距离对外送电。分布式电站存在用电时间错配的问题，白天发电多，但业主可能不在家，用电器不消耗电力，到了晚上用电高峰，光伏电站不产生电力，但业主用电量很高，电力供需难以匹配。基于上述原因，分布式电站也必须接入电网，把富余的电力并网使用。

2、对电网来说，潮汐性的分布式电力会对供电品质产生不良影响，由于微电站的数量很多，白天的总发电量很高，接入点广泛散布，电网吸收这些零散电能时，会引起波形歧变和电压波动，导致总功率因素下降，危害电网的安全运行。为保证安全供电，电网需要增加储能设施，或者鼓励集中并网，消除零散电力接入的弊端。

3、考虑到微电站的分布特点，本发明使用移动式电源车来实现分布式的电力采集，先把富余的电力集中到电源车中，然后电源车移动到规定的并网点，一次性完成并网。本发明需要解决电源车的自动寻址与采集路线的合理规划两个关键问题，步骤如下：

4、首先，电源车是无人化行驶，载有大容量蓄电池组，可以存储大量的电力，且安装有gps组件，用于感知本车的实时位置。车载电脑预置采集区的电子地图，至少包括车行道与步行道的路径、走向及位置，电源车只能在地图上设定的车行道与步行道行驶。每个电源车安装光信号感知器，用于接收各电站定时发出的光编码，同时，感知器能够识别光信号的入射方位、强度等特征，由于光信号方向性极强，且呈线性衰减，利用可见光定位算法，其定位精度可达厘米级，能够用于电源车与微电站的近距识别与的精确对接。

5、其次，所有微电站都标配有充电控制器，能够提供实时的电力存储数据。本发明设置连接充电控制器的编码器，并在电站的合适位置安装led灯，编码器采集电力存储数据后，在表头加入各电站独自的id码，然后把完整数据表转换成二进制编码，加载到led灯的驱动电流中，以led灯作为发射载体，定时发出特定编码的光信号，由电源车的感知器接收。

6、进一步，系统建立城市电子地图，把所有微电站标注在地图中。大部分电站的位置是固定的，包括屋顶、农场及水面电站，也有部分可移动微电站，比如太阳伞与遮阳架，可以小范围移动。本发明的微电站不安装gps组件，其准确位置在初始化时，由工程师以手持终端的gps坐标一次性给定，该gps坐标由手持终端发送到云服务器，标注在服务器的电子地图上，然后以手机信号发送到各电源车，实现车载地图的刷新。

7、进一步，系统给每个电源车划定采集区，区域范围根据微电站数量及分布情况决定，可以是整个社区，也可以是一处景区。每个采集区设定行驶轨迹，轨迹连接区内所有的微电站，确保电源车可以到达各电站的输出接插点。电源车沿轨迹自主行驶，其感知器会接收到各电站的光信号，解析光信号的编码后，感知器收集到各电站的电力存储数据，知道哪个电站余电力富余，哪个电站电力不足，车载电脑由此建立各电站的电力存储数据库，并指令电源车与电力富余的电站对接。

8、进一步，电源车根据指令靠近一个微电站，其感知器转而识别光信号的入射方位、强度等特征，计算电源车与微电站的精确方位与距离，车载电脑规划合适的路线，引导电源车的车载接插件与微电站的输出接插点平缓接近，直到两者完成电连接。电源车停止移动，微电站的电力逐步充入电源车的蓄电池组。充电完成后，电源车与微电站脱离电连接，继续沿轨迹开行。

9、进一步，电源车采集多个微电站的电力后，移动到规定的并网点，同样与并网点完成电连接，把集中起来的电力输入电网。电源车也可以用作移动电源，直接为电动车与个人电器充电。

10、由此，本发明以自主行驶的电源车识别微电站的光编码，实现对各电站的数据采集与自动寻址，并完成电源车与微电站的精确对接，把微电站的多余电力集中起来统一并网，显著减少分布式电站的并网点，有效缓解电网的接入压力。

11、有益效果

12、本发明是光信号自寻址的移动电源并网系统，系统包括散布的微电站与移动电源车两部分，每个微电站定时发出特定编码的光信号，电源车接收到微电站的光信号，通过解析编码获取各电站的电力存储数据，并依靠测量光信号的方位与强度实现对微电站的精确定位，完成自主的接插件对接，以充电方式把多余的电力转移到电源车中，由电源车完成电力的集中并网。本发明能自主完成大量微电站的电力采集，把分散的电力聚少成多，无需各电站单独申请并网，大大降低分布式电站的并网成本，有效缓解电网的接入压力，特别适合分布式光伏电站的电力调度和优化使用。

技术特征：

1.一种光信号自寻址的移动电源并网系统，包括散布的微电站与移动电源车两部分，其特征是：

2.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是电源车是无人化行驶，载有大容量蓄电池组，且安装有gps组件，用于感知本车的实时位置。

3.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是微电站不安装gps组件，其准确位置在初始化时，由工程师以手持终端的gps坐标一次性给定，该gps坐标由手持终端发送到云服务器，标注在服务器的电子地图上，然后以手机信号发送到电源车，实现车载地图的刷新。

4.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是系统建立城市电子地图，把所有微电站标注在地图中，城市分为多个采集区，微电站分属各采集区，每个采集区至少有1个电源车。

5.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是采集区有车行道、步行道、建筑、绿地及水面等各种地貌，其电子地图至少包括车行道与步行道的路径、走向及位置，电源车只能在地图上设定的车行道与步行道行驶。

6.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是每个采集区至少有一个并网点，其位置预先设定在电源车的电子地图中。

7.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是轨迹是系统预先规定的行驶路线，连接采集区内所有的微电站与并网点，确保电源车可以到达各电站的输出接插点。

8.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是完整数据表至少包含各电站的id码与电力存储量，id码放在表头，然后转换成二进制编码，二进制编码进而转换成光编码，以led灯作为发射载体，定时向周围发送。

9.根据权利要求1所述的移动电源并网系统，其特征是电源车采集多个微电站的电力后，移动到规定的并网点，同样与并网点完成电连接，把集中起来的电力输入电网。

技术总结
本发明是光信号自寻址的移动电源并网系统，用于小微类型的分布式光伏电站的的自动化电力采集和集中并网。系统包括散布的微电站与移动电源车两部分，电源车配置光信号感知器，并在控制电脑预置采集区的数字地图，在每个微电站安装LED灯，定时发出特定编码的光信号，电源车按照数字地图设定的轨迹自主行驶，其感知器通过解析编码获取各电站的电力存储数据，电源车对接电力富余的电站，把多余的电力转移到电源车中，然后行驶到规定的并网点，完成电力的集中并网。本发明能自主完成大量微电站的电力采集，把分散的电力聚少成多，有效缓解电网的接入压力，特别适合分布式光伏电站的电力调度和优化使用。

技术研发人员：尹梦寒,迮海兵,刘渊
受保护的技术使用者：伞亮（上海）智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13