CN103269084A - 一种防逆流控制装置及其用于光伏储能并网发电的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防逆流控制装置及其用于光伏储能并网发电的方法，该装置包含防逆流控制器、光伏逆变器、双向逆变器、输出接触器、储能系统、监控计算机、本地负载单元以及电网单元；光伏逆变器、双向逆变器、储能系统、监控计算机分别通过RS485以太网与防逆流控制器相连；储能系统与双向逆变器相连；电网单元与本地负载单元相连，再经过输出接触器后分别与光伏逆变器以及双向逆变器相连；防逆流控制器控制输出接触器的闭合和断开，防逆流控制器还能够检测本地负载单元电流、电网单元电流以及电网单元电压。本发明还提供了该装置用于光伏储能并网发电的方法。本发明不仅保证了光伏并网发电站发出的电力不倒灌进入电网，同时还使能量得到了充分利用。

Description

一种防逆流控制装置及其用于光伏储能并网发电的方法
技术领域
本发明涉及并网发电技术领域，具体地，涉及一种防逆流控制装置及其用于光伏储能并网发电的方法。
背景技术
由于目前光伏、风力等新能源发电系统的执信度低，同时智能电网还未建立完成，为确保光伏发电系统所发的电力是直接供给当地负荷用电，而不馈送至电网，需要在并网发电系统中增加防逆流控制装置来实时监控并网点网侧的电压与电流，目前市场上的防逆流控制装置都是在新能源接入电网的节点处串入一个接触器，同时检测电网侧的电流值及方向，当有一定额度的电流送入电网，就断开接触器的连接，从而保证没有电能流入电网。这样的设计是保证了能量不会流入电网，但另一方面防逆流控制装置的使用降低了光伏电站的发电量。所以为了更大程度的利用光伏电力，需要在并网系统的输出端并联一个储能系统，当本地负载不能消耗光伏电力时，先用储能电池将光伏电力储存起来，等本地负载增加时再把锂电池的电力释放出来。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于光伏储能并网发电站的防逆流控制装置，不仅保证光伏并网发电站发出的电力不倒灌进入电网，同时通过控制储能系统来调节负载与光伏发电的功率，使光伏发电的能量充分利用。 
为了达到上述目的，本发明提供了一种防逆流控制装置，其中，该防逆流控制装置包含防逆流控制器、光伏逆变器、双向逆变器、输出接触器、储能系统、监控计算机、本地负载单元以及电网单元；所述的光伏逆变器、双向逆变器、储能系统、监控计算机分别通过RS485以太网与所述的防逆流控制器相连；所述的储能系统与双向逆变器相连；所述的电网单元与本地负载单元相连，再经过输出接触器后分别与所述的光伏逆变器以及双向逆变器相连； 所述的防逆流控制器控制所述输出接触器的闭合和断开，所述的防逆流控制器还能够检测本地负载单元电流、电网单元电流以及电网单元电压。
上述的防逆流控制装置，其中，所述的储能系统可以优选为蓄电池组件。
上述的防逆流控制装置，其中，所述的防逆流控制器通过交流配电柜与本地负载单元连接。
上述的防逆流控制装置，其中，所述的防逆流控制器为所述装置的中央命令单元，不仅实时监控所述本地负载单元和电网单元的电压电流，检测逆向并入电网的功率，而且可以根据不同光伏功率与负载，选择合适的储能电池的工作模式，在保证能量不送入电网的前提下，将光伏发电的效率增至最大。
防逆流控制器的信号输入端与光伏逆变器的信号输出端连接，光伏逆变器将太阳能发电系统的发电信息传给防逆流控制器，防逆流控制器通过光伏逆变器调节太阳能发电系统的发电能力。防逆流控制器的信号输入端与双向逆变器和储能系统的信号输出端连接，防逆流控制器根据本地负载单元的用电量大小，通过控制双向逆变器调节储能系统给系统充电或放电。防逆流控制器的信号输入端与本地负载单元连接，判断光伏发电量是否满足本地用电负载。
本发明还提供了一种上述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其中，所述的方法为：通过防逆流控制器检测本地负载单元的功率P2，并接受光伏逆变器的输出功率P1，二者的差值设为功率P3。
当P1>P2时，防逆流控制器将P3的数值输送给双向逆变器，双向逆变器根据该数值以及储能系统的状态，对工作模式进行选择以保证储能系统的充电功率与P3的大小相等；如果储能系统已充满，防逆流控制器接收储能系统发出的信号，然后向光伏逆变器输出指令，使P1无级平滑降低到和本地负载单元功率P2的数值相等。
当P1<P2时，P3为本地负载单元所需的功率，防逆流控制器把P3的数值输送给双向逆变器，双向逆变器输出P3功率；如果储能系统过放了，防逆流控制器接收储能系统发出的信号，然后向光伏逆变器输出指令，使P1为0，P2不足的数值由电网单元提供。
上述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其中，所述的防逆流控制器优先保证供给本地负载单元的用电。
上述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其中，所述的方法中还包括通过与防逆流控制器的数据传输，使监控计算机进行数据的显示和保存，并能够进行报警提示。
上述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其中，所述的报警提示出现后，防逆流控制器能够使输出接触器断开，让光伏逆变器及双向逆变器与输出接触器脱扣，保证能量不送入电网。
本发明提供的防逆流控制装置及其用于光伏储能并网发电的方法具有以下优点：
本发明在原有光伏并网发电系统的基础上，增加了储能系统后，通过防逆流控制器调节使系统具有削峰填谷、功率平滑等功能。
在本发明中，防逆流控制器通过储能来调节光伏发电与负载的匹配。当光伏发电能量大于负载的时候，防逆流控制器将多余的能量充入储能电池中，当负载过大的时候，防逆流控制器命令双向逆变器让储能电池提供能量给本地负载。这样能保证新能源发电效率最大化。
附图说明
图1为本发明的防逆流控制装置的组成示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
如图1所示，本发明提供的防逆流控制装置包含防逆流控制器1、光伏逆变器2、双向逆变器3、输出接触器4、储能系统5、监控计算机6、本地负载单元7以及电网单元8；光伏逆变器2、双向逆变器3、储能系统5、监控计算机6分别通过RS485以太网与防逆流控制器1相连；储能系统5与双向逆变器3相连，储能系统5优选为蓄电池组件；电网单元8与本地负载单元7相连，再经过输出接触器4后分别与光伏逆变器2以及双向逆变器3相连；防逆流控制器1控制输出接触器4的闭合和断开，防逆流控制器1还能够检测本地负载单元7电流、电网单元8电流以及电网单元8电压。
防逆流控制器1为中央命令单元，不仅实时监控本地负载单元7和电网单元8的电压电流，检测逆向并入电网的功率，而且可以根据不同光伏功率与负载，选择合适的储能电池的工作模式，在保证能量不送入电网的前提下，将光伏发电的效率增至最大。
该防逆流控制器1的信号输入端与光伏逆变器2的信号输出端连接，光伏逆变器2将太阳能发电系统的发电信息传给防逆流控制器1，防逆流控制器1通过光伏逆变器2调节太阳能发电系统的发电能力。防逆流控制器1的信号输入端与双向逆变器3和储能系统5的信号输出端连接，防逆流控制器1根据本地负载单元7的用电量大小，通过控制双向逆变器3调节储能系统5给系统充电或放电。防逆流控制器1的信号输入端通过交流配电柜与本地负载单元7连接，判断光伏发电量是否满足本地用电负载。
本发明还提供了该防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，如下所述。
防逆流控制器1是此系统的中央命令单元（COU）,它不仅检测逆向并入电网的功率，还作为最后的的安全机制。其首先检测本地负载单元7的功率，接受光伏逆变器2的输出功率值，优先保证供给本地负载单元7用电。
当光伏逆变器2的输出功率P1，大于本地负载单元7的功率P2，则多出的功率P3=(P1-P2)。防逆流控制器1把此数据送给双向逆变器3，双向逆变器3根据COU给出的功率值及电池的状态信息，选择合适的储能电池的工作模式，保证充电功率调节到等于P3。如果COU得到储能系统5信号为电池已经充满，此时COU就通知光伏逆变器2无级平滑降低输出功率P1，达到和本地负载单元7功率P2一致。如果此时本地负载单元7功率是0，那么就调节光伏逆变器2的输出功率为0。
当光伏逆变器2发出的功率P1，小于本地负载单元7消耗的功率P2，则本地负载单元7需要的功率P3=(P2-P1)。防逆流控制器1把此数据送给双向逆变器3，双向逆变器3输出P3功率。如果COU得到储能系统5信号为电池过放了，此时COU就给定双向逆变器3的功率为0，P2不足的量由电网单元8提供。
监控计算机6通过与防逆流控制器1的数据传输，实时显示系统的各种数据，并保存起来，若系统出现报警信息，监控计算机6会弹出提示窗口进行报警提示。
防逆流控制器1是通过通讯静态无级调节光伏逆变器2的输出功率和双向逆变器3的充放电功率，不存在让接触器频繁断开、合闸的问题，保证了系统的安全运行及延长了系统的使用寿命；额外检测电网功率及方向的目的是在别的检测、通讯失败时，系统让光伏逆变器2及双向逆变器3输出接触器4脱扣，保证能量不送入电网，此时需要人为检修后才能重合闸。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种防逆流控制装置，其特征在于，该防逆流控制装置包含防逆流控制器（1）、光伏逆变器（2）、双向逆变器（3）、输出接触器（4）、储能系统（5）、监控计算机（6）、本地负载单元（7）以及电网单元（8）；
所述的光伏逆变器（2）、双向逆变器（3）、储能系统（5）、监控计算机（6）分别通过RS485以太网与所述的防逆流控制器（1）相连；
所述的储能系统（5）与双向逆变器（3）相连；
所述的电网单元（8）与本地负载单元（7）相连，再经过输出接触器（4）后分别与所述的光伏逆变器（2）以及双向逆变器（3）相连； 
所述的防逆流控制器（1）控制所述输出接触器（4）的闭合和断开，所述的防逆流控制器（1）还能够检测本地负载单元（7）电流、电网单元（8）电流以及电网单元（8）电压。
2.如权利要求1所述的防逆流控制装置，其特征在于，所述的防逆流控制器（1）通过交流配电柜与本地负载单元（7）连接。
3.如权利要求2所述的防逆流控制装置，其特征在于，所述的防逆流控制器（1）为所述装置的中央命令单元。
4.一种如权利要求1~3中任意一项所述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其特征在于，所述的方法为：
通过防逆流控制器（1）检测本地负载单元（7）的功率P2，并接受光伏逆变器（2）的输出功率P1，二者的差值设为功率P3；
当P1>P2时，防逆流控制器（1）将P3的数值输送给双向逆变器（3），双向逆变器（3）根据该数值以及储能系统（5）的状态，对工作模式进行选择以保证储能系统（5）的充电功率与P3的大小相等；如果储能系统（5）已充满，防逆流控制器（1）接收储能系统（5）发出的信号，然后向光伏逆变器（2）输出指令，使P1无级平滑降低到和本地负载单元（7）功率P2的数值相等；
当P1<P2时，P3为本地负载单元（7）所需的功率，防逆流控制器（1）把P3的数值输送给双向逆变器（3），双向逆变器（3）输出P3功率；如果储能系统（5）过放了，防逆流控制器（1）接收储能系统（5）发出的信号，然后向光伏逆变器（2）输出指令，使P1为0，P2不足的数值由电网单元（8）提供。
5.如权利要求4所述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其特征在于，所述的防逆流控制器（1）优先保证供给本地负载单元（7）的用电。
6.如权利要求4所述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其特征在于，所述的方法中还包括通过与防逆流控制器（1）的数据传输，使监控计算机（6）进行数据的显示和保存，并能够进行报警提示。
7.如权利要求6所述的防逆流控制装置用于光伏储能并网发电的方法，其特征在于，所述的报警提示出现后，防逆流控制器（1）能够使输出接触器（4）断开。
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