智能家居多电源系统将多种具有可互补性的分散型能源集中在同一物理网络中,通过多个能量转换环节,实现一次能源到二次能源的转化,有效提高对一次能源的利用效率。智能家庭多电源系统结构图如图2所示。智能家庭的多电源供电模型如图3所示。
(1)支撑电源。包括电网市电输入、备用发电机、光伏发电系统、功率电感小型风电系统和混合变流系统(主要给一级负荷供电,提供光伏发电及其储能装置的能量接入)。光伏发电系统和风电系统分别将光能和风能转化为电能,再通过并网型逆变器将直流电能转化为电网同频率、同相位的交流电接入电网。太阳能和风能并网发电系统具有反孤岛功能,以便在电网失电时与电网解列,保护人员安全。
(2)储能系统。包括储能装置和电动汽车。储能单元的参与有利于对系统内部的能量进行调节控制,高效、合理地利用能量。
(3)变流及逆变设备。包括双向逆变器、并网逆变器和混合变流器。
(4)负荷。一级负荷:关键性负荷,始终连接在交流母线上;二级负荷:市电消失后,一体电感可再生能源及储能装置供给的能量不足时,可由能量管理系统断开的非关键性的负荷。
智能家庭多电源系统中的市电、光伏并网向交流母线供电。光伏采用并网逆变与交流母线连接,光伏供电优先于市电供应负载;当光伏产出大于负载时,能量管理系统控制储能装置进入充电模式。根据电费率情况,能量管理系统通过优化控制方案,控制储能装置进入放电模式、电动汽车处于充电模式。