CN221944325U - 一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，涉及绿电供暖系统的技术领域。所述应急控制系统包括市电、太阳能电池板、逆变器、储能电池、DC‑DC变换器、互补接触器、应急接触器、主控模块、4个温度模块、4个电暖气、2P空开、485通信线、备电插座、电压采集模块、气溶胶、维护灯、机柜和应急照明灯；所述主控模块、逆变器、储能电池、DC‑DC变换器、互补接触器、应急接触器、气溶胶、电压采集模块_、维护灯设置在机柜内。温度模块检测环境与电暖气的温度，主控模块自动切换供电方式给电暖气加热或给家用电器供电。供电方式、供暖模式自动选择，最优节能方式智能切换，节约能源，提高能源利用率。

Description

一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统

技术领域

本实用新型涉及绿电供暖系统的技术领域，具体是一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统。

背景技术

目前普遍供暖方式采用的是燃煤取暖，燃煤消耗所产生的二氧化碳对全球气候变化存在巨大的威胁。虽然现下农村有的住房采用电取暖的方式可解决碳排放量的问题，但是其能源利用率低，且费用昂贵，不适合大规模普及。

实用新型内容

为解决上述问题，即解决上述背景技术提出的问题，本实用新型提出了一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，具体技术方案如下：

一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，所述应急控制系统包括市电1、太阳能电池板2、逆变器3、储能电池4、DC-DC变换器5、互补接触器6、应急接触器7、主控模块8、4个温度模块、4个电暖气、电压采集模块12、气溶胶13、维护灯14、机柜15和应急照明灯18；所述主控模块8、逆变器3、储能电池4、DC-DC变换器5、互补接触器6、应急接触器7、电压采集模块12、气溶胶13、维护灯14设置在机柜15内；

所述控制系统主体为主控模块，所述主控模块设置多个接口，具体包括AC输入接口8-1、DC输入接口8-2、互补开关接口8-3、应急开关接口8-4、备用电源接口8-5、输出接口一8-6、输出接口二8-7、输出接口三8-8、输出接口四8-9、输出接口五8-10、485通信接口一8-11、485通信接口二8-12、485通信接口三8-13，其中输出接口一至四分别外接电暖气一10-1、电暖气二10-2、电暖气三10-3、电暖气四10-4，4个电暖气10分别连接有温度模块一9-1、温度模块二9-2、温度模块三9-3、温度模块四9-4，所述温度模块通过485通信线16、485通信接口一8-11与主控模块8信号连接，输出接口五8-10、连接DC-DC变换器5的输入端，所述DC-DC变换器5的输出端连接至逆变器3的输入端并联接入2P空开二11-2在与储能电池4连接。

进一步的，所述互补接触器6为4P/40A、2常开2常闭的小型交流接触器，市电1与互补接触器6的常闭触点连接，接入主控模块8的AC输入接口8-1，互补接触器6的线圈一端接互补开关接口8-3，另一端接市电1零线，互补开关接口8-3另一端接到市电1火线，形成互补接触器控制回路。

进一步的，所述应急接触器7为2P/40A、2常开的小型交流接触器，逆变器3的输出端与应急接触器的常开触点连接，连接至应急照明灯18和备电插座19，应急接触器7线圈一端接应急开关接口8-4，另一端接逆变器3输出零线，应急开关接口8-4另一端接逆变器3输出火线，形成应急接触器控制回路。

进一步的，所述应急照明灯18和备电插座19设置于机柜15外部。

进一步的，所述太阳能电池板2与2P空开一11-1连接，再接入主控模块8的DC输入接口8-2；电压采集模块12输入端分别接市电1和太阳能电池板2，经485通信接口一8-11与主控模块8信号连接。

进一步的，所述储能电池4经2P空开二11-2与逆变器3连接，同时逆变器3、储能电池4、DC-DC变换器5通过485通信接口三8-13主控模块信号连接。

进一步的，所述主控模块8通过485通信接口二8-12与本地主机21信号连接，并通过4G传送至云端22进行交互，云端22主要为远程WEB端23与移动手机端24显示存储。

本实用新型的有益技术效果为：

本实用新型智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，温度模块检测环境与电暖气的温度，通过485与主控模块通信，主控模块自动切换供电方式给电暖气加热或给家用电器供电。供电方式、供暖模式自动选择，最优节能方式智能切换，节约能源，提高能源利用率。

主控模块通过采集系统电压、电流、环境温度及每个通道的温度、电流、工作状态等信息，对数据进行分析、存储、显示、告警、保护及上传，将采集来的信息通过RS485传送到本地主机，并通过4G的形式传送到云端进行数据交互，云端后台进行数据分析处理供移动或WEB端访问查询。大大降低了人工成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统电器连接示意图；

图2为本实用新型的系统工作原理示意图。

图中：1，市电；2，太阳能电池板；3，逆变器；4，储能电池；5，DC-DC变换器；6，互补接触器；7，应急接触器；8，主控模块；8-1，AC输入接口；8-2，DC输入接口；8-3，互补开关接口；8-4，应急开关接口；8-5，备用电源接口；8-6，输出接口一；8-7，输出接口二；8-8，输出接口三；8-9，输出接口四；8-10，输出接口五；8-11，485通信接口一；8-12,485通信接口二；8-13，485通信接口三；10-1，电暖气一；10-2，电暖气二；10-3，电暖气三；11-1,2P空开一；11-2，2P空开二；12，电压采集模块；13，气溶胶；14，维护灯；15，机柜；16,485通信线；17，单控型开关；18，应急照明灯；19，备电插座；20，地线；21，本地主机；22，云端；23，远程WEB端；24，移动手机端。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，所述应急控制系统包括市电1、太阳能电池板2、逆变器3、储能电池4、DC-DC变换器5、互补接触器6、应急接触器7、主控模块、4个温度模块、4个电暖气10、2P空开、485通信线16、备电插座19、电压采集模块12、气溶胶13、维护灯14、机柜15和应急照明灯18；所述主控模块8、逆变器3、储能电池4、DC-DC变换器5、互补接触器6、应急接触器7、气溶胶13、维护灯14设置在机柜15内，所述机柜15内还设置地线20；

所述控制系统主体为主控模块，所述主控模块设置多个接口，具体包括AC输入接口8-1、DC输入接口8-2、互补开关接口8-3、应急开关接口8-4、备用电源接口8-5、输出接口一8-6、输出接口二8-7、输出接口三8-8、输出接口四8-9、输出接口五8-10、485通信接口一8-11、485通信接口二8-12、485通信接口三8-13，其中输出接口一至四分别外接电暖气一10-1、电暖气二10-2、电暖气三10-3、电暖气四10-4，4个电暖气分别连接有温度模块一9-1、温度模块二9-2、温度模块三9-3、温度模块四9-4，所诉温度模块通过485通信线16、485通信接口一8-11与主控模块8信号连接，输出接口五8-10、连接DC-DC变换器5的输入端，所述DC-DC变换器5的输出端连接至逆变器3的输入端并联接入2P空开二11-2在与储能电池4连接。

所述互补接触器6为4P/40A、2常开2常闭的小型交流接触器，市电1与互补接触器6的常闭触点连接，接入主控模块8的AC输入接口8-1，互补接触器6的线圈一端接互补开关接口8-3，另一端接市电1零线，互补开关接口8-3另一端接到市电1火线。

所述应急接触器7为2P/40A、2常开的小型交流接触器，逆变器3的输出端与应急接触器的常开触点连接，连接至应急照明灯18和备电插座19，应急接触器7线圈一端接应急开关接口8-4，另一端接逆变器3输出零线，应急开关接口8-4另一端接逆变器3输出火线，形成应急接触器控制回路。

所述应急照明灯18和备电插座19设置于机柜15外部，所述应急照明灯18通过单控型开关17控制。

所述太阳能电池板2与2P空开一11-1连接，再接入主控模块8的DC输入接口8-2；电压采集模块12输入端分别接市电1和太阳能电池板2，经485通信接口一8-11与主控模块8信号连接。

所述储能电池4经2P空开二11-2与逆变器3连接，同时逆变器3、储能电池4、DC-DC变换器5通过485通信接口三8-13主控模块信号连接。

所述主控模块8通过485通信模块二8-12与本地主机21信号连接，并通过4G传送至云端22进行交互，云端22主要为远程WEB端23与移动手机端24显示存储。

具体地，定义时间当年的10月15日到来年的4月15日为供暖季，除供暖季之外的时间为非供暖季。在供暖季，系统可根据光照强度进行太阳能供暖或者进行太阳能/市电混合供暖，系统有四个供暖模式可供用户选择：①全时恒温：全时段根据温度设置值(35℃)进行太阳能/市电混合供暖；②分时变温：设置时段内(07:00-19：00)，根据温度设置值(35℃)进行太阳能/市电混合供暖，设置时间段外自动降低5℃温度设置值进行太阳能/市电混合供暖；③分时恒温：仅设置时间段内(07:00-19：00)根据温度设置值进行太阳能/市电混合供暖；④太阳能供暖：全时段进行光伏供暖；四种模式节能程度从高到低可自动选择高节能模式，节约能源。

在供暖季，早上7:00-8:00这一个小时内，此时太阳不足，太阳能电池板无充足电能，主控模块自动控制互补接触器，使互补接触器的常开触点吸合，此时储能电池经2P空开11-2→逆变器→互补接触器→主控模块AC端8-1给电暖气供电；储能电池给逆变器提供电源时须满足储能电池的SOC必须大于等于90％，当储能电池的SOC小于40％时储能电池不再放电即停止给逆变器供电，这时系统只工作在模式①即全时恒温模式；8点以后互补接触器切换为常开触点断开，供电方式切换为市电供电，系统正常运行。

在非供暖季，无需加热电暖气，此时主控模块控制应急接触器吸合，系统给家用电器供电(家用电器功率不超过2kW)。

当市电停电时且储能电池的SOC大于20％时，储能电池一路给主控模块供电，避免用户数据丢失。另一路经逆变器、应急接触器接通应急照明灯和给备用插座上的家用电器供电；当储能电池的SOC小于20％时储能电池停止给应急照明供电，切换为主控给储能电池充电，充电回路为主控模块第5路输出给DC-DC变换器供电，DC-DC变换器给储能电池充电，使储能电池的SOC大于或等于90％时进行下一次应急供电。储能电池在放电过程中不进行充电，保证电池安全性，同时市电断电时，由于主控模块设置有备用电源，系统还可继续工作，保证了系统一直正常运行。

具体的，主控模块通过采集系统电压、电流、环境温度及每个通道的温度、电流、工作状态等信息，对数据进行分析、存储、显示、告警、保护及上传，将采集来的信息通过RS485传送到本地主机，并通过4G的形式传送到云端进行数据交互，云端后台进行数据分析处理供移动或WEB端访问查询。同时与交/直流电表进行信息交互，控制开关的动作。温度模块可检测环境温度及电暖气温度，可设置环境温度阈值，与主控模块通过RS485进行通信。

综上所述，本实用新型通过主控模块与温度模块，实时监测系统电压、电流、环境温度以及给通道的状态信息，并对各状态信息进行分析存储，自动控制系统相关开关动作，进而选择系统的供电模式和供暖模式。主控模块可由市电供电、太阳能电池板供电、逆变器供电、储能电池供电，几种供电模式可智能切换，达到冬天供暖省电，夏天节能的优点。如遇市电突然停电时，可由电池应急供电，安全可靠。智能切换的绿电供暖储能应急控制系统既节约了电能，也降低人工成本，系统根据实际情况自动切换供电方式，达到能源使用最优化，大大提高了能源利用率，节约用户成本。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，其特征在于：所述应急控制系统包括市电(1)、太阳能电池板(2)、逆变器(3)、储能电池(4)、DC-DC变换器(5)、互补接触器(6)、应急接触器(7)、主控模块(8)、4个温度模块、4个电暖气、电压采集模块(12)、气溶胶(13)、维护灯(14)、机柜(15)和应急照明灯(18)；所述主控模块(8)、逆变器(3)、储能电池(4)、DC-DC变换器(5)、互补接触器(6)、应急接触器(7)、电压采集模块(12)、气溶胶(13)、维护灯(14)设置在机柜(15)内；

所述控制系统主体为主控模块，所述主控模块设置多个接口，具体包括AC输入接口(8-1)、DC输入接口(8-2)、互补开关接口(8-3)、应急开关接口(8-4)、备用电源接口(8-5)、输出接口一(8-6)、输出接口二(8-7)、输出接口三(8-8)、输出接口四(8-9)、输出接口五(8-10)、485通信接口一(8-11)、485通信接口二(8-12)、485通信接口三(8-13)，其中输出接口一至四分别外接电暖气一(10-1)、电暖气二(10-2)、电暖气三(10-3)、电暖气四(10-4)，4个电暖气分别连接有温度模块一(9-1)、温度模块二(9-2)、温度模块三(9-3)、温度模块四(9-4)，所述温度模块(9)通过485通信接口一(8-11)与主控模块(8)信号连接，输出接口五(8-10)、连接DC-DC变换器(5)的输入端，所述DC-DC变换器(5)的输出端连接至逆变器(3)的输入端并联接入2P空开二(11-2)在与储能电池(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，其特征在于：所述互补接触器(6)为4P/40A、2常开2常闭的小型交流接触器，市电(1)与互补接触器(6)的常闭触点连接，接入主控模块(8)的AC输入接口(8-1)，互补接触器(6)的线圈一端接互补开关接口(8-3)，另一端接市电(1)零线，互补开关接口(8-3)另一端接到市电(1)火线，形成互补接触器控制回路。

3.根据权利要求1所述的一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，其特征在于：所述应急接触器(7)为2P/40A、2常开的小型交流接触器，逆变器(3)的输出端与应急接触器的常开触点连接，连接至应急照明灯(18)和备电插座(19)，应急接触器(7)线圈一端接应急开关接口(8-4)，另一端接逆变器(3)输出零线，应急开关接口(8-4)另一端接逆变器(3)输出火线，形成应急接触器控制回路。

4.根据权利要求3所述的一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，其特征在于：所述应急照明灯(18)和备电插座(19)设置于机柜(15)外部。

5.根据权利要求1所述的一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，其特征在于：所述太阳能电池板(2)与2P空开一(11-1)连接，再接入主控模块(8)的DC输入接口(8-2)；电压采集模块(12)输入端分别接市电(1)和太阳能电池板(2)，经485通信接口一(8-11)与主控模块(8)信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，其特征在于：所述储能电池(4)经2P空开二(11-2)与逆变器(3)连接，同时逆变器(3)、储能电池(4)、DC-DC变换器(5)通过485通信接口三(8-13)主控模块信号连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能切换的绿电供暖储能应急控制系统，其特征在于：所述主控模块(8)通过485通信接口二(8-12)与本地主机(21)信号连接，并通过4G传送至云端(22)进行交互，云端(22)主要为远程WEB端(23)与移动手机端(24)显示存储。