用于公园供电系统的智能控制设备以及公园供电系统

摘要

本发明提供一种用于公园供电系统的智能控制设备以及公园供电系统，智能控制设备包括供电控制器；供电控制器分别与再生能源发电设备、电池储能设备及市电转换设备电连接；供电控制器接收再生能源发电设备产生的电能，转换后将电能输出至电池储能设备，以使电池储能设备存储电能；供电控制器接收电池储能设备输出的电能，转换后将直流电输出至市电转换设备，以使市电转换设备将直流电转化为符合市电的电压范围的交流电并入市电供电网络向公园用电设备供电。本发明将再生能源应用于公园，利用再生能源产生电能并存储起来，在需用电时将存储的电能并入市电为公园内所有用电设备供电，为创造清洁、可持续的人居环境发挥积极作用。

说明书

技术领域

本发明涉及再生能源技术领域，尤其涉及一种用于公园供电系统的智能控制设备以及公园供电系统。

背景技术

21世纪以来，受到能源枯竭和环境恶化的双重压力，全球能源发展格局正在发生重大而深刻的变化，21世纪以来，受到能源枯竭和环境恶化的双重压力，全球能源发展格局正在发生重大而深刻的变化。其中，再生能源的生产、储存和利用是其中的关键环节。目前，随着新能源技术的快速发展，再生能源技术(例如：太阳能、风力发电)已经成为趋势，然而太阳能和风力发电随天气和自然环境出现不稳定现象，出现电力不足和电量浪费的情况。因此需要将太阳能和风力发电的电能储存到电池模块中，再由电池模块稳定输出电能。同时，再生能源在城市环境领域的应用只聚焦在单个的设施层面，如路灯、广告牌等，只为单一设备供电，缺乏系统性的利用再生能源的规划和应用，不能为整个公园进行供电。如何智能地利用再生能源为整个公园内的所有用电设备供电是个难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中只能利用再生能源为单一设备供电，而不能为整个公园进行供电的缺陷，提供一种用于公园供电系统的智能控制设备以及公园供电系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种用于公园供电系统的智能控制设备，所述智能控制设备包括供电控制器；

所述供电控制器分别与再生能源发电设备、电池储能设备及市电转换设备电连接；

所述供电控制器用于接收所述再生能源发电设备产生的电能，对接收到的电能进行转换并将转换后的电能输出至所述电池储能设备，以使所述电池储能设备存储从所述供电控制器接收到的电能；

所述供电控制器还用于接收所述电池储能设备输出的电能，对接收到的电能进行转换并将转换后的直流电输出至所述市电转换设备，以使得所述市电转换设备将接收到的直流电转化为符合市电的电压范围的交流电并将转化后的所述交流电并入市电供电网络，所述市电供电网络用于向所述公园供电系统的公园用电设备提供电能。

较佳地，所述智能控制设备还包括用电管理控制器；

所述用电管理控制器与所述供电控制器通信连接；

所述用电管理控制器用于监测所述公园用电设备的运行状态，以及将所述公园用电设备的运行状态发给所述供电控制器；

所述供电控制器用于根据接收到的所述公园用电设备的运行状态来控制所述市电转换设备的切换开关，以使得所述市电转换设备输入外部市电的电能或向外部市电输出电能。

较佳地，所述供电控制器还用于将所述再生能源发电设备和所述电池储能设备的运行状态发送给所述用电管理控制器；

所述用电管理控制器还用于根据接收到的所述再生能源发电设备和所述电池储能设备的运行状态来控制所述公园用电设备。

较佳地，所述供电控制器包括：供电控制模块、供电监测模块、供电告警模块、供电显示模块和供电通讯模块；

所述供电控制模块分别与所述供电监测模块、所述供电告警模块、所述供电显示模块和所述供电通讯模块电连接；

所述供电控制模块用于控制与所述供电监测模块、所述供电告警模块、所述供电显示模块和所述供电通讯模块的数据传递；

所述供电监测模块用于根据所述供电控制模块发送的数据来获取供电运行信息并将所述供电运行信息发送给所述供电控制模块，所述供电运行信息用于表征所述再生能源发电设备和所述电池储能设备的运行状态；

所述供电告警模块用于根据所述供电控制模块发送的数据在所述再生能源发电设备、所述电池储能设备或所述供电控制器发生故障时生成供电告警信息，并将所述供电告警信息发送给所述供电控制模块；

所述供电显示模块用于显示所述供电控制模块发送的数据；

所述供电通讯模块用于发送从所述供电控制模块接收到的数据，以及将接收到的外部数据发送给所述供电控制模块。

较佳地，所述用电管理控制器包括用电控制模块、用电监测模块、用电告警模块、用电显示模块和用电通讯模块；

所述用电控制模块分别与所述用电监测模块、所述用电告警模块、所述用电显示模块和所述用电通讯模块电连接；

所述用电控制模块用于控制与所述用电监测模块、所述用电告警模块、所述用电显示模块和所述用电通讯模块的数据传递；

所述用电监测模块用于根据所述用电控制模块发送的数据来获取用电运行信息并将所述用电运行信息发送给所述用电控制模块，所述用电运行信息用于表征所述公园用电设备的运行状态；

所述用电告警模块用于根据所述用电控制模块发送的数据在所述公园用电设备或所述用电管理控制器发生故障时生成用电告警信息，并将用电告警信息发送给所述用电控制模块；

所述用电显示模块用于显示所述用电控制模块发送的数据；

所述用电通讯模块用于发送从所述用电控制模块接收到的数据，以及将接收到的外部数据发送给所述用电控制模块。

较佳地，所述供电控制器还用于获取所述再生能源发电设备的发电相关数据，并根据所述发电相关数据生成所述再生能源发电设备的发电预期数据，以根据所述发电预期数据调节所述再生能源发电设备的再生能源获取组件的设置角度以及所述再生能源发电设备的运行数量。

较佳地，所述供电控制器还用于获取所述电池储能设备的电能输入输出数据，并根据所述电能输入输出数据生成所述电池储能设备的电能预期输出数据，以根据所述电能预期输出数据调节所述电池储能设备的充电参数和放电参数。

较佳地，所述电池储能设备包括石墨烯电池和锂电池中的至少一种；

所述再生能源发电设备包括太阳能发电设备和风能发电设备中的至少一种。

较佳地，所述公园用电设备包括建筑内部电气设备、路灯、信息指示牌、机动车充电桩、电瓶车充电桩、监控摄像头、降温雾喷、空气监测器、报警求助设备及USB(UniversalSerial Bus，通用串行总线)充电器中的任意一种或多种。

本发明还提供一种公园供电系统，所述公园供电系统包括前述的用于公园供电系统的智能控制设备，以及再生能源发电设备、电池储能设备和市电转换设备；

所述智能控制设备的供电控制器分别与所述再生能源发电设备、所述电池储能设备及所述市电转换设备电连接。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够将再生能源应用于公园供电系统，利用再生能源产生电能并将产生的电能存储起来，在需要用电时，将存储的电能并入市电为公园内所有用电设备供电，实现储充一体化管理，节省基础容量费，提升发电设备的自发自用量，为创造清洁、可持续的人居环境发挥积极作用。

附图说明

图1为本发明的实施例1的用于公园供电系统的智能控制设备的模块示意图。

图2为本发明的实施例2的用于公园供电系统的智能控制设备的模块示意图。

图3为本发明的实施例3的公园供电系统的模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本发明提供一种用于公园供电系统的智能控制设备。参照图1，智能控制设备1包括供电控制器11。

供电控制器11分别与再生能源发电设备2、电池储能设备3及市电转换设备4电连接。图1中细实线表示电连接。

具体地，再生能源发电设备2包括太阳能发电设备和风能发电设备中的至少一种。电池储能设备3包括石墨烯电池和锂电池中的至少一种，优选为石墨烯电池，这是由于石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，作为一种新能源电池的石墨稀电池在电池的动力特性、电容量和寿命等方面表现比锂电池要好很多，石墨稀电池有着更大的存储容量以及更快的充电速度，并且在高温下也比锂电池更为耐用，并且石墨烯电池的成本越来越低，石墨烯电池成为最具有优势和潜能的储能技术。

供电控制器11用于接收再生能源发电设备2产生的电能，对接收到的电能进行转换并将转换后的电能输出至电池储能设备3，以使电池储能设备3存储从供电控制器11接收到的电能。其中，转换是指对输入的电能进行滤波、整流、适配等处理。

供电控制器11还用于接收电池储能设备3输出的电能，对接收到的电能进行转换并将转换后的直流电输出至市电转换设备4，以使得市电转换设备4将接收到的直流电转化为符合市电的电压范围的交流电并将转化后的交流电并入市电供电网络，市电供电网络用于向公园供电系统的公园用电设备5提供电能。其中，市电转换设备4可以包括逆变器。

具体地，公园用电设备5包括建筑内部电气设备、路灯、信息指示牌、机动车充电桩、电瓶车充电桩、监控摄像头、降温雾喷、空气监测器、报警求助设备及USB充电器中的任意一种或多种。

具体实施时，智能控制设备1还包括用电管理控制器12。

用电管理控制器12与供电控制器11通信连接。图1中虚线表示通信连接。

用电管理控制器12用于监测公园用电设备5的运行状态，以及将公园用电设备5的运行状态发给供电控制器11。

供电控制器11用于根据接收到的公园用电设备5的运行状态来控制市电转换设备4的切换开关，以使得市电转换设备4输入外部市电的电能或向外部市电输出电能。

其中，供电控制器11根据接收到的公园用电设备5的运行状态可以判断出公园供电系统提供的电能是否能够满足公园用电设备5的用电需求，在公园供电系统提供的电能不能满足公园用电设备5的用电需求时，供电控制器11控制市电转换设备4的切换开关进行切换，以使得市电转换设备4输入外部市电的电能来补足公园供电系统提供电能的缺口；在公园供电系统提供的电能能够满足且超出公园用电设备5的用电需求时，供电控制器11控制市电转换设备4的切换开关进行切换，以使得市电转换设备4向外部市电输出电能，例如为公园周边的社区提供电能。

再生能源发电设备2生产出来的电能通过供电控制器11和用电管理控制器12，优先供给公园供电系统的日常用电，特别是公园用电设备5的日常用电，并将多余的电能存储存在电池储能设备3中，也可以将多余的电能供给公园以外的社区。供电控制器11结合用电管理控制器12控制再生能源发电设备2、电池储能设备3、市电转换设备4和公园用电设备5等，以实现储充一体化管理，节省基础容量费，提升发电设备的自发自用量。

其中，供电控制器11、用电管理控制器12和电池储能设备3可以安装在定制的储能集装箱成套设备中。

具体实施时，供电控制器11还用于将再生能源发电设备2和电池储能设备3的运行状态发送给用电管理控制器12。

用电管理控制器12还用于根据接收到的再生能源发电设备2和电池储能设备3的运行状态来控制公园用电设备5。

例如：在再生能源发电设备2和电池储能设备3的运行状态良好，公园供电系统提供的电能充足时，用电管理控制器12可以控制公园用电设备5增大运行功率直至达到最大功率，也可以增加公园用电设备5的开启数量。在再生能源发电设备2和电池储能设备3的运行状态比较差，公园供电系统提供的电能不充足时，用电管理控制器12可以控制公园用电设备5减小运行功率，也可以减小公园用电设备5的开启数量，即关闭部分公园用电设备5。

具体实施时，供电控制器11还用于获取再生能源发电设备2的发电相关数据，并根据发电相关数据生成再生能源发电设备2的发电预期数据，以根据发电预期数据调节再生能源发电设备2的再生能源获取组件的设置角度以及再生能源发电设备2的运行数量。

例如：

(1)在再生能源发电设备2为太阳能发电设备时，供电控制器11可以根据发电相关数据生成太阳能发电设备的发电预期数据，进而根据发电预期数据调节太阳能发电设备的再生能源获取组件(例如光伏发电组件)的设置角度(例如光照角度)以及太阳能发电设备的运行数量，使得太阳能发电设备的后续的发电相关数据能够与供电需求相匹配。

(2)在再生能源发电设备2为风能发电设备时，供电控制器11可以根据发电相关数据生成风能发电设备的发电预期数据，进而根据发电预期数据调节风能发电设备的再生能源获取组件(例如风轮)的设置角度(例如风轮的轴向与风向的夹角)以及风能发电设备的运行数量，使得风能发电设备的后续的发电相关数据能够与供电需求相匹配。

其中，发电相关数据可以包括再生能源发电设备2的发电时间和发电量及其历史数据。在调节再生能源发电设备2的再生能源获取组件的设置角度以及再生能源发电设备2的运行数量之后，通过电池储能设备3的充放电控制，最终达到智能优化调度用能的目的，提供高可靠、低成本供电服务。

再生能源发电设备2可以是集中规划布置，也可以结合公园用电设备5进行规划布置。其中，太阳能发电设备的再生能源获取组件(例如光伏发电组件)只对光照角度和时间有要求；风能发电设备的再生能源获取组件(例如风轮)一般是在海边、山顶等存在合适的风力条件的公园内进行规划布置；再生能源发电设备2采用全方位、多场景、集群化发电模式，促进再生能源与公园设施之间的深度融合。

具体实施时，供电控制器11还用于获取电池储能设备3的电能输入输出数据，并根据电能输入输出数据生成电池储能设备3的电能预期输出数据，以根据电能预期输出数据调节电池储能设备3的充电参数和放电参数。其中，充电参数包括充电时间、充电功率、充电电流、充电电压等，放电参数包括放电时间、放电功率、放电电流、放电电压等。

通过人工智能与大数据分析技术，实现再生能源发电设备2、电池储能设备3、市电转换设备4和公园用电设备5等各个环节的全景感知，全面监测发电设备系统的发、用电情况，最终达到智能优化调度用能的目的，提供高可靠、低成本供电服务。

本实施例的用于公园供电系统的智能控制设备能够将再生能源应用于公园供电系统，利用再生能源产生电能并将产生的电能存储起来，在需要用电时，将存储的电能并入市电为公园内所有用电设备供电，实现储充一体化管理，节省基础容量费，提升发电设备的自发自用量，达到智能优化调度用能的目的，提供高可靠、低成本供电服务，进而实现对公园整体能源系统的支持和调节。人们在公园休闲放松的同时可以充分的使用再生能源侧储能公园系统中的电能。甚至公园多余出来的电量可以为周边社区进行充电实现公园系统自给自足的发电和充电效用，成为零碳生态公园，达到智能优化调度用能的目的，提供高可靠、低成本供电服务，进而实现对公园整体能源系统的支持和调节。人们在公园休闲放松的同时可以充分的使用再生能源侧储能公园系统中的电能。甚至公园多余出来的电量可以为周边社区进行充电，为创造清洁、可持续的人居环境发挥积极作用。

实施例2

实施例2是对实施例1的用于公园供电系统的智能控制设备1的进一步改进，具体地：

参照图2，供电控制器11包括：供电控制模块111、供电监测模块112、供电告警模块113、供电显示模块114和供电通讯模块115。用电管理控制器12包括用电控制模块121、用电监测模块122、用电告警模块123、用电显示模块124和用电通讯模块125。

供电控制模块111分别与供电监测模块112、供电告警模块113、供电显示模块114和供电通讯模块115电连接。用电控制模块121分别与用电监测模块122、用电告警模块123、用电显示模块124和用电通讯模块125电连接。

供电控制模块111用于控制与供电监测模块112、供电告警模块113、供电显示模块114和供电通讯模块115的数据传递。

供电监测模块112用于根据供电控制模块111发送的数据来获取供电运行信息并将供电运行信息发送给供电控制模块111，供电运行信息用于表征再生能源发电设备2和电池储能设备3的运行状态。其中，供电运行信息包括再生能源发电设备2的发电时间和发电量，以及电池储能设备3的运行图像数据。供电监测模块112还可以用于将电池储能设备3的运行图像数据与电池储能设备3的异常情况下的运行图像数据进行匹配，获得匹配度，并根据匹配度来判断电池储能设备3的运行状态。

供电告警模块113用于根据供电控制模块111发送的数据在再生能源发电设备2、电池储能设备3或供电控制器11发生故障时生成供电告警信息，并将供电告警信息发送给供电控制模块111。其中，供电告警模块113可以根据报警信号来提示发电设备、电能转化及充电等过程的运行异常。

供电显示模块114用于显示供电控制模块111发送的数据。其中，供电显示模块114可以显示供电控制器11的运行状态。

供电通讯模块115用于发送从供电控制模块111接收到的数据，以及将接收到的外部数据发送给供电控制模块111。

用电控制模块121用于控制与用电监测模块122、用电告警模块123、用电显示模块124和用电通讯模块125的数据传递。

用电监测模块122用于根据用电控制模块121发送的数据来获取用电运行信息并将用电运行信息发送给用电控制模块121，用电运行信息用于表征公园用电设备5的运行状态。其中，公园用电设备5中的降温雾喷和空气监测器可以通过传感器与用电监测模块122进行连接，该连接技术属于现有技术，在此不再赘述。

用电告警模块123用于根据用电控制模块121发送的数据在公园用电设备5或用电管理控制器12发生故障时生成用电告警信息，并将用电告警信息发送给用电控制模块121。其中，用电告警模块123可以根据报警信号来提示所述公园绿色智能设施用电及运行过程的异常情况。用电告警模块123可以与公园用电设备5中的监控摄像头连接，以获取图像数据并根据图像数据进行告警。

用电显示模块124用于显示用电控制模块121发送的数据。用电显示模块124可以显示公园用电设备5的运行信息，以方便工作人员进行操作和科普展示以及互动体验等。

用电通讯模块125用于发送从用电控制模块121接收到的数据，以及将接收到的外部数据发送给用电控制模块121。其中，供电通讯模块115可以向用电通讯模块125发送数据，以将供电相关数据传输给公园用电设备5中的显示设备(信息指示牌)或其他设备，用电通讯模块125与可以将用电相关数据传输给其他设备。

本实施例的用于公园供电系统的智能控制设备能够将再生能源应用于公园供电系统，利用再生能源产生电能并将产生的电能存储起来，在需要用电时，将存储的电能并入市电为公园内所有用电设备供电，并提供监测、告警、通讯和信息展示功能，提高了便利性和透明度，实现储充一体化管理，节省基础容量费，提升发电设备的自发自用量，达到智能优化调度用能的目的，提供高可靠、低成本供电服务，进而实现对公园整体能源系统的支持和调节。人们在公园休闲放松的同时可以充分的使用再生能源侧储能公园系统中的电能。甚至公园多余出来的电量可以为周边社区进行充电实现公园系统自给自足的发电和充电效用，成为零碳生态公园，达到智能优化调度用能的目的，提供高可靠、低成本供电服务，进而实现对公园整体能源系统的支持和调节。人们在公园休闲放松的同时可以充分的使用再生能源侧储能公园系统中的电能。甚至公园多余出来的电量可以为周边社区进行充电，为创造清洁、可持续的人居环境发挥积极作用。

实施例3

本实施例提供一种公园供电系统。参照图3，公园供电系统包括实施例1或实施例2中任一项的用于公园供电系统的智能控制设备1，以及再生能源发电设备2、电池储能设备3和市电转换设备4。

智能控制设备1的供电控制器11分别与再生能源发电设备2、电池储能设备3及市电转换设备4电连接。

本实施例的公园供电系统能够将再生能源应用于公园供电系统，利用再生能源产生电能并将产生的电能存储起来，在需要用电时，将存储的电能并入市电为公园内所有用电设备供电，实现储充一体化管理，节省基础容量费，提升发电设备的自发自用量，为创造清洁、可持续的人居环境发挥积极作用。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。