本發明涉及led照明技術,特別涉及多源儲能直流led照明系統。
背景技術:
通常led照明系統由交流電網供電,其工作原理為驅動電源把交流電轉換為直流電,然后驅動led燈珠發光。led照明具有綠色節能環保的優點,同等流明照度條件下,比常規燈泡具有更低的功率損耗。但是,傳統交流led照明系統的驅動電源一般集成在燈具內部,電源具有一定量的功率損耗,會導致功率器件發熱,而燈具的散熱通風不好,因此驅動電源長期發熱將導致led燈具的工作壽命降低。另外,交流電接入led燈具中,燈具內部需要配置多種安全措施以符合安全規范,同時交流電系統也將增大人身觸電的風險。
技術實現要素:
針對以上缺陷,本發明目的如何提高新能源的利用率,提供一種安全的適合直流供電設備,特別是led供電的供電系統。
為了解決以上問題本發明提出了種多儲能led照明系統,其特征在于led照明系統的母線采用直流母線,系統至少還包括能量控制器、蓄電池、和至少一種新能源發電機,交流母線通過交流-直流變換器與直流母線相連接;所述蓄電池通過直流-直流變換器和直流-直流充電器與直流母線相連接;所述新能源發電機通過轉直流變換器與直流母線相連接相連接,蓄電池、交流-直流變換器和轉直流變換器都與能量控制器相連接,能量控制器監控新能源發電機工作狀態,控制新能源發電機優先給直流母線供電,當新能源發電機輸出功率大于直流母線的負載功率,控制直流-直流充電器對蓄電池進行充電;當新能源發電機輸出功率小于直流母線的負載功率,則控制交流-直流變換器實現交流母線對直流母線進行補充供電或者控制直流-直流變換器實現蓄電池對直流母線進行補充供電。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于所述的新能源發電機為風能發電機和\或光伏發電機;所述風能發電機通過交流-直流變換器與直流母線相連接;所述光伏發電機通過直流-直流變換器與直流母線相連接。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于還包括柴油發電機,所述柴油發電機通過與交流母線相連接,之間設有開關sw2,所述交流電網與交流母線之間設有開關sw1,所述開關sw1和所述開關sw2互補工作。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于直流母線與交流母線之間還設有直流-交流逆變器,直流-交流逆變器與能量控制器相連接,能量控制器檢測到新能源發電機輸出功率大于直流母線的負載功率時控制將多余的電能通過直流-交流逆變器給交流母線供電或者通過控制直流-直流充電器對蓄電池進行充電。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于所述交流-直流變換器上還包括功率因數校正電路。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于所述直流-交流逆變器為隔離方式或非隔離方式。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于所述的直流-直流變換器和直流-直流充電器為隔離型直流功率變換器或非隔離型直流功率變換器。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于所述直流-直流變換器和交流-直流變換器都獨立工作,分別實現最大功率點跟蹤功能。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于采用雙向直流-直流變換器替代用于連接蓄電池與直流母線之間的直流-直流充電器與直流-直流變換器;采用雙向直流-交流逆變器替換用于連接交流母線與直流母線之間的交流-直流變換器與直流-交流逆變器。
所述的多儲能led照明系統,其特征在于所述蓄電池直接連接在直流母線上。
本發明通過增加存能單元調整不同時間段的負載,實現有效利用新能源,同時突破傳統的交流供電,直接通過直流給直流設備進行供電,特別是led照明,有效的簡化了照明系統的設計,提高led壽命,同時降低了用電風險。
附圖說明
圖1是多儲能led照明系統的一種實施例示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
本發明提出的是led照明系統,并不代表負載都為led,本照明系統的直流母線為任意的直流供電設備供電。
圖1是多儲能led照明系統的一種實施例示意圖,led照明系統的母線采用直流母線,系統至少還包括能量控制器、蓄電池、風能發電機和光伏發電機,交流母線通過交流-直流變換器與直流母線相連接;蓄電池通過直流-直流變換器和直流-直流充電器與直流母線相連接;風能發電機通過交流-直流變換器與直流母線相連接;所述光伏發電機通過直流-直流變換器與直流母線相連接,蓄電池、交流-直流變換器、直流-直流變換器、直流-直流充電器和直流-交流逆變器都與能量控制器相連接,能量控制器監控新能源發電機工作狀態,控制新能源發電機風能發電機和\或光伏發電機優先給直流母線供電,能量控制器檢測到新能源發電機輸出功率大于直流母線的負載功率時控制將多余的電能通過直流-交流逆變器給交流母線供電或者通過控制直流-直流充電器對蓄電池進行充電;當新能源發電機輸出功率小于直流母線的負載功率,則控制交流-直流變換器實現交流母線對直流母線進行補充供電或者控制直流-直流變換器實現蓄電池對直流母線進行補充供電。
多源儲能led照明系統包含的工作方式有:直流-直流變換器把變化的太陽能光伏能量轉換為穩定的直流電,并且實現最大功率點跟蹤mppt,接至直流母線上;交流-直流變換器把變化的風能轉換為穩定的直流電,并且實現mppt,接至直流母線上;另一個交流-直流變換器把公共電網、或柴油發電機的交流電轉換為穩定的直流電,也接至直流母線上;直流母線通過另一個直流-直流充電器給蓄電池充電,另一個直流-直流變換器把蓄電池多余能量釋放至直流母線上;另外使用一個直流-交流逆變器把直流母線上的多余能量釋放至交流電網;交流電網與柴油發電機不能同時工作,因此使用了開關sw1和開關sw2實現互補工作;交流供電的電器設備由交流電網、或柴油發電機供電,led照明及其他直流供電的電器設備由直流母線供電。系統中還包含的核心設備:能量控制器,其工作原理如下:
光伏電池或風能等新能源的輸出能量分別經過直流-直流變換器、交流-直流變換器后傳輸到直流母線,優先給直流led照明及其他直流供電的電器設備供電,通過直流-直流充電器把多余的能量給蓄電池充電,把多余的能量存儲在蓄電池中;或者通過直流-交流逆變器把多余的能量實現交流并網發電,把多余的能量并入交流電網中。如果新能源的能量不足時,交流電網通過交流-直流變換器后把能量傳輸到直流母線,優先給直流led照明及其他直流供電的電器設備供電,把多余的能量通過直流-直流充電器給蓄電池充電。如果公共交流電網斷電時,開關sw1斷開、開關sw2閉合,交流能量由柴油發電機提供,開關sw1、開關sw2互補工作。能量控制器與交流電網、柴油發電機、及各個變換器具有通訊與監控,接收各種電信號,同時也可對各種設備進行控制。開關sw1和開關sw2也可以設置在其它位置,只要可以實現對交流供電系統與柴油發電機互補供電。
由于通過多個蓄電池串聯以實現不同的直流電壓,因此蓄電池可以直掛在直流母線上而構成經濟型系統。可以省掉給蓄電池充電的直流-直流充電器、及給蓄電池放電的直流-直流變換器。
直流-交流逆變器,可以是隔離方式,也可以是非隔離方式,如全橋、半橋等;直流-直流變換器及直流-直流充電器,可以是非隔離型的boost、buck、或buck/boost變換器,也可是隔離型的直流功率變換器,如全橋、半橋、反激、正激等變換器;交流-直流變換器實現交直流整流功能,可以在直流-直流變換器基礎上增加功率因數校正電路。
以上所揭露的僅為本發明一種實施例而已,當然不能以此來限定本之權利范圍,本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程,并依本發明權利要求所作的等同變化,仍屬于本發明所涵蓋的范圍。