[0001] 本发明涉及发电及储能技术领域，具体为一种基于240V直流架构的智慧型多源输入新能源控制系统。

[0002] 近年来，多源输入发电系统因其能够集成多种可再生能源而受到广泛关注。这类系统通常结合了太阳能、风能和其他形式的可再生能源，以提高发电效率和可靠性。然而，传统的多源输入发电系统仍存在一些问题，如能量转换效率低、系统复杂性高以及故障率较高。

[0003] 传统的多源输入发电系统往往需要多个电力变换单元来适应不同类型的输入能源，这通常涉及多次电能转换过程。例如，太阳能电池的输出需要通过DC/DC 转换器进行调节，风能发电则需要经过 DC/AC 逆变器转换为交流电。此类多级转换不仅增加了能量损失，还使得系统设计变得更加复杂，难以维护。

[0004] 此外，现有系统通常缺乏智能化管理手段，无法根据环境条件变化和负载需求动态调整能源分配。当遇到突加负荷或故障时，系统可能无法及时响应，导致设备损坏或停机。此外，传统多源系统的数据采集和状态监测大多处于被动状态，缺乏实时预测功能，进而影响设备的寿命管理，增加了维护成本和系统的不稳定性。

[0005] 为了解决上述问题，迫切需要一种能够提高多源输入发电系统转换效率、减少能量损失、并实现智能化动态管理的新型系统。该系统应具备高效能电力转换技术，并结合智能化数据分析与状态预测，以实现自适应能源调配和设备寿命延长。

[0023] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0024] 请参阅图1‑图12，本发明提供了一种基于240V直流架构的智慧型多源输入新能源控制系统,包括发电模块、240V直流母线、储能模块、负载模块及能源智能管控模块，其中，所述新型能源发电模块包括如水力发电和地热发电等。

[0025] 所述发电模块包括光伏发电模块、风力发电模块、燃料电池模块、市电模块及油机模块；其中，所述储能模块在需求电量小于发电量时用于存储电能，在需求电力高于发电量时输出电能；所述负载模块用于为电路提供负载以模拟实际使用场景，并根据用户对电力的需求实时变化；所述能源智能管控模块用于对系统电路进行监控及对环境进行监测，获得电力调配控制参数，通过系统对电路进行计算调控，获得并根据实际的系统电路情况结合环境对系统电路做出适应性调整。

[0026] 其中，所述光伏发电模块包括光伏阵列和第一DC/DC转换模块组成，光伏阵列通过第一DC/DC转换模块整流后与240V直流母线接入单元连接。

[0027] 进一步地，第一DC/DC转换模块内置最大功率点追踪（MPPT）控制单元，以确保光伏发电系统在不同光照强度和环境温度下均能实现最大功率输出，从而优化发电效率。

[0028] 所述燃料电池模块包括燃料电池和第二DC/DC模块，所述燃料电池经过第二DC/DC模块整流后与240V直流母线接入单元连接。

[0029] 所述风力发电模块包括风机组、0.96kV/10kV风机组升压变压器、局部储能单元，各组成部分依次连接并与10kV交流母线接入单元连接。

[0030] 所述局部储能单元包括压缩空气储能装置、飞轮储能装置等抗冲击性储能装置。所述风机组发电功率高于负载功率时，产生电能一部分给10kV交流母线供电，另一部分向局部储能单元充能，当风机组供电功率低于负载功率时，优先由局部储能单元作为补充电源同时为负载供电。

[0031] 所述油机模块包括高压10kV油机或低压0.4kV油机，所述高压油机与10kV交流母线输入单元连接，所述低压油机与0.4kV交流母线输入单元连接。

[0032] 所述储能模块包括储能电池组1、储能电池组2……储能电池组n，储能模块通过电池管理系统（BMS）对储能状态进行监控与控制。储能电池组采用高效锂电池组，通过双向DC/DC模块实现充放电管理。

[0033] 在负载需求较低或光伏发电过剩时，储能模块会储存多余电能；在负载需求增加或发电不足时，通过240V直流母线进行电能补充。储能模块同时具备快速响应能力和能量调配功能，通过电力电子变换器连接能源智能管控模块，确保系统负载稳定性。

[0034] 所述负载模块包括既设交直流负载和新增负载。具体的，负载模块包括48V直流负载、220V交流负载以及新增的240V设备负载。

[0035] 所述能源智能管控模块整个系统的核心管理单元，进一步地，所述能源智能管控模块包括数据接收子模块、冲击参数预测子模块、数据评估预测模块子模块、电力控制子模块。

[0036] 进一步地，所述数据接收子模块用于接收环境数据集合和电力数据信息；冲击参数预测子模块，用于结合环境数据集合和电力数据信息计算出环境数据集
合中各项参数对电力数据信息造成的影响，获得冲击参数；
数据评估预测模块子模块用于对数据接收单元采集到的环境数据集合和电力数
据信息进行处理，获得电力调配控制参数；
电力控制子模块包括：
模块潮流计算单元，用于电网结构、发电机运行条件的计算，确定电力系统各部分稳态运行状态参数，以获得稳定电流参数；
能量分配模单元，用于根据稳定电流参数和智能调配参数对系统电网进行电力分
配，获得最优能量分配参数；
保护控制模单元，用于根据最优能量分配参数集合和所述电力数据信息集合获取
保护控制参数；
稳定性控制单元，用于根据最优能量分配参数集合和所述电力数据信息集合获取
稳定控制参数；将所述稳定电流参数、最优能量分配参数、保护控制参数和稳定控制参数作为最优电力控制方案输出。

[0037] 能源智能管控模块使所提系统具备多种运行模式，以适应不同的负载需求和环境条件：独立供电模式：在断开市电的情况下，系统通过光伏、风电和储能模块实现对负载的独立供电，确保在无市电的环境中也能持续运作。并网运行模式：当市电接入时，系统根据实时负载需求自动调节不同电源的供电比例，通过并网接口将多余电能反馈至电网。此模式在光伏和风电发电量较高时，能够将多余电力输入电网，以实现能源的有效利用。

[0038] 智能切换模式：在光伏和风电无法满足负载需求时，系统自动切换至储能模块或燃料电池模块供电，确保关键负载的稳定运行。该模式下的切换过程由能量智能管控模块控制，通过自动判断电力输入情况进行无缝切换，避免供电中断。

[0039] 值得注意的是，为了提高本系统的可靠性，储能模块采用了冗余设计。储能模块配备若干个电池模组，当一组电池模组故障时，系统自动切换至其他电池组，保障系统的持续供电。

[0040] 进一步地，为了提高储能模块运行的可靠性，以防止因外界环境的干扰影响到储能模块正常运行。如图1‑图12所示，所述电池模组包括温控电池仓1及设置在温控电池仓1内的电池（未示出），所述温控电池仓1包括矩形框架2及固定装配在矩形框两侧的液冷板构件3，所述矩形框架2一侧设置有开口21，且开口21处可拆卸设置有封板22。

[0041] 温控电池仓1内可放置多块串联的电池，该温控电池仓1和其内部的多块串联的电池可构成一个电池组，在电池充放电过程中，液冷板构件3紧贴于电池两侧通过热传递的方式对电池进行降温，以防止电池温度过高，影响储能模块的正常运行。

[0042] 如图5和图6所示，所述液冷板构件3包括定位板31及活动式液冷板32；如图7所示，所述定位板31沿其长度方向均匀贯穿设置有条状通槽311，且所述条状通槽311自电池的一侧至另一侧的横截面不断递减形成锥状结构，相邻条状通槽311之间的定位板31靠近电池一侧均匀设置有支撑棱台312，所述定位板31上支撑棱台312远离定位板31的一侧形成有与电池触接的第一抵触面313；如图5和图8所示，所述活动式液冷板32包括适配在条状通槽311内的条状部321及
均匀设置在相邻条状部321之间的连接部322，在相邻两个条状部321中，相邻两个连接部
322之间形成锥状通孔323，所述活动式液冷板32处于定位板31靠近电池的一侧，所述活动式液冷板32靠近电池的一侧形成一个平整的第二抵触面324；
如图5和图6所示，所述活动式液冷板32能够在驱动部件的驱动下沿垂直于定位板
31方向在第一位置和第二位置之间滑动；当所述活动式液冷板32处于第一位置时，所述活动式液冷板32的条状部321外侧壁与条状通槽311的内壁贴合、所述锥状通孔323的内壁与对应的所述支撑棱台312外壁贴合，且第二抵触面324处于第一抵触面313远离电池的一侧（即如图5所示），当所述活动式液冷板32处于第二位置时，所述第二抵触面324与第一抵触面313平齐（即如图6所示）。

[0043] 本发明可根据环境的不同（即在夏季与冬季时），使温控电池仓1可对电池进行散热和保温。

[0044] 具体的，在夏季时由于外界环境温度较高，外加电池在充放电的过程中会产生热量，此阶段中，活动式液冷板32可在驱动部件（可采用电动推杆）的驱使下，使活动式液冷板32移动至第二位置，此时，活动式液冷板32的第二抵触面324紧贴于电池侧壁，以提高对电池的冷却效果，且此过程中，活动式液冷板32与定位板31为分离状态，外界空气可通过条状通槽311及锥状通孔323与电池进行接触，进一步地提高对电池的冷却效果（即如图4所示）。

[0045] 在冬季时，由于外界环境温度低，虽然电池在充放电的过程中会产生热量，但是电池在不工作时是不会产生热量，此阶段中，活动式液冷板32可在驱动部件（可采用电动推杆）的驱使下，使活动式液冷板32移动至第一位置，此时，活动式液冷板32与定位板31贴合，活动式液冷板32的条状部321可封堵定位板31的条状通槽311，定位板31的支撑棱柱可封堵活动式液冷板32的锥状通孔323，使温控电池仓1形成密闭状态，且活动式液冷板32的第一抵触面313与电池分离（即如图3所示），从而避免温控电池仓1内空气与外界空气的热交换，以实现对电池的保温目的。

[0046] 如图3、图10及图12所示，进一步地，所述定位板31远离电池一侧的四个拐角位置处均固定有固定柱4，且定位板31两端的两个固定柱4之间分别固定有冷却液进管5和冷却液出管6，所述冷却液进管5和冷却液出管6分别处于定位板31两端的条状通槽311处，所述冷却液进管5和冷却液出管6均通过若干个伸缩式连接管8与所述活动式液冷板32连接，活动式液冷板与冷却液进管5和冷却液出管6均匀设置有预紧弹簧7。

[0047] 基于上述的设计，在夏季时，由冷却液循环系统向冷却液进管5供液，冷却液进入冷却液进管5后，在冷却液的压力下，伸缩式连接管8会伸长使得使活动式液冷板32移动至第二位置并拉伸预紧弹簧7，自动实现对电池的降温处理。在冬季时，冷却液循环系统停止工作，此时在预紧弹簧7弹性作用力下，活动式液冷板自动移动至第一位置，实现对温控电池仓1的密封，实现对电池的保温处理。

[0048] 进一步地，所述第二抵触面324上均匀设置有空气流动沟槽（未示出）。外界空气可在空气流动沟槽内流动，提高对电池的冷却效率。

[0049] 经实验，该系统在负载需求高峰时段的响应时间控制在毫秒级别，显著提升了系统的稳定性和可靠性，且通过对环境信息进行监测，同时结合电力参数，对系统做出预测，根据预测结果，预测结果判断系统在下一阶段对各项新能源设备的调控，实现使当前供电系统处于预动作状态，防止不良状态发生造成较大冲击，同时根据各项参数变化，预测设备或器件的寿命缩减，此外，储能模块的电池模组稳定性高，并避免因环境影响导致的电池老化，延长了电池模组的使用寿命。

[0050] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。