CN104300575A - 一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统 - Google Patents

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田娜
杨伟光
李振雷
杨庆双
刘建宇
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Abstract

一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统。其包括储能电池组、直流接触器、直流滤波器、双向逆变桥、电抗器、交流滤波器、第一交流接触器、第二交流接触器、交流断路器、交流逆变器和光伏发电装置；本发明效果：通过该混合逆变器的应用，运行方式灵活多样，使得分布式光伏发电能够以多种能量流动模式运行，可支持目前电网公司分布式光伏接入电网的直接并网、离网运行、自发自用余电上网三种运行模式，且三种模式可实现智能控制，无缝切换，既充分发挥清洁无污染的新能源发电能力，提高经济性和能源使用效率，又通过储能系统平抑电力波动，提高电能质量和供电可靠性，能极大的推动我国小型分布式光伏发电系统的推广和普及。

Description

一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，特别是涉及一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统。
背景技术
目前国内应用于分布式光伏发电的小型电力电子设备主要分为光伏发电直接并网逆变器、离网运行逆变器(自发自用)2种设备。
光伏并网逆变器主要以市电网为电压参考源，并网发电直接上网，而自身负荷用电则需要再从电网购买电量，依据现行国家电网公司的分布式光伏发电上网电价政策，只有0.4004元/kWh，低于电价最低的居民用电电价，经济性不好。
离网逆变器结合储能电池组，将分布式光伏所发电力供给负荷，剩余电量给电池充电，当电池充满后采取减发的控制策略，不能最大限度发挥新能源的发电能力，能源利用率低，经济性很差；当光伏发电不足时，储能电池的电量又不能保证负荷连续供电，供电可靠性低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统。
为了达到上述目的，本发明提供的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统包括：储能电池组、直流接触器、直流滤波器、双向逆变桥、电抗器、交流滤波器、第一交流接触器、第二交流接触器、交流断路器、交流逆变器和光伏发电装置；其中：储能电池组依次通过直流接触器和直流滤波器与双向逆变桥的直流端相连接，双向逆变桥的交流端依次通过电抗器、交流滤波器和第一交流接触器相连接，第一交流接触器的另一端同时与第二交流接触器和交流负载相连接；第二交流接触器的另一端同时与交流断路器和交流逆变器的交流输出端相连接；交流断路器的另一端与市电电源相连接；交流逆变器的输入端与光伏发电装置相连接。
所述的储能电池组由直流蓄电池组构成，用于存储和释放电能；直流接触器为储能电池组的保护开关；直流滤波器、双向逆变桥、电抗器和交流滤波器组成双向逆变器电路，能够实现交流-直流和直流-交流的变换；第一交流接触器和第二交流接触器为电能转换控制开关，用于根据实际情况分配电能的走向；交流断路器为外部电网的隔离保护开关；交流逆变器为直流-交流逆变器，用于将光伏发电装置所发出的直流电转变成交流电；光伏发电装置为太阳能发电装置，为本系统的直流电源。
所述的系统还包括主控制器，其为以计算机为核心的控制装置，其分别与储能电池组、直流接触器、直流滤波器、双向逆变桥、电抗器、交流滤波器、第一交流接触器、第二交流接触器、交流断路器、交流逆变器和光伏发电装置相连接，用于监测系统各部的工作状况，并控制系统各部运行。
本发明提供的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统的使用效果：
通过该混合逆变器的应用，运行方式灵活多样，使得分布式光伏发电能够以多种能量流动模式运行，可支持目前电网公司分布式光伏接入电网的直接并网、离网运行、自发自用余电上网三种运行模式，且三种模式可实现智能控制，无缝切换，既充分发挥清洁无污染的新能源发电能力，提高经济性和能源使用效率，又通过储能系统平抑电力波动，提高电能质量和供电可靠性，能极大的推动我国小型分布式光伏发电系统的推广和普及。
附图说明
图1为本发明提供的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统包括：储能电池组1、直流接触器2、直流滤波器3、双向逆变桥4、电抗器5、交流滤波器6、第一交流接触器7、第二交流接触器8、交流断路器9、交流逆变器10和光伏发电装置11；其中：储能电池组1依次通过直流接触器2和直流滤波器3与双向逆变桥4的直流端相连接，双向逆变桥4的交流端依次通过电抗器5、交流滤波器6和第一交流接触器7相连接，第一交流接触器7的另一端同时与第二交流接触器8和交流负载13相连接；第二交流接触器8的另一端同时与交流断路器9和交流逆变器10的交流输出端相连接；交流断路器9的另一端与市电电源12相连接；交流逆变器10的输入端与光伏发电装置11相连接；
储能电池组1由直流蓄电池组构成，用于存储和释放电能；直流接触器2为储能电池组1的保护开关；直流滤波器3、双向逆变桥4、电抗器5和交流滤波器6组成双向逆变器电路，能够实现交流-直流和直流-交流的变换；第一交流接触器7和第二交流接触器8为电能转换控制开关，用于根据实际情况分配电能的走向；交流断路器9为外部电网的隔离保护开关；交流逆变器10为直流-交流逆变器，用于将光伏发电装置11所发出的直流电转变成交流电；光伏发电装置11为太阳能发电装置，为本系统的直流电源。
本系统还包括主控制器，其为以计算机为核心的控制装置，为本系统的控制核心；其分别与储能电池组1、直流接触器2、直流滤波器3、双向逆变桥4、电抗器5、交流滤波器6、第一交流接触器7、第二交流接触器8、交流断路器9、交流逆变器10和光伏发电装置11相连接，用于监测系统各部的工作状况，并控制系统各部运行。
本发明提供的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统，解决目前小型分布式光伏发电能源使用效率和提高分布式光伏发电电能质量和供电可靠性的问题，提出用一种发电、储能、用电混合控制的逆变器方案，该逆变器汲取了并网和离网逆变器的优缺点，结合目前国家发改委和电网公司的相关政策，通过结合小容量储能电池组，将市电、光伏发电、储能电池、用电负荷统一考虑，集中到逆变器不同的接口单元，对能量综合调度，当分布式智能光伏系统并网运行时，逆变器工作于PQ控制模式，能量按需流动，光伏自发自用，余电出售给电网公司，当分布式智能光伏系统离网运行时，逆变器工作于V-F控制模式，能量按照发电、储能、用电三者之间的平衡进行智能自动控制。

Claims (3)

1.一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统，其特征在于：所述的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统包括：储能电池组(1)、直流接触器(2)、直流滤波器(3)、双向逆变桥(4)、电抗器(5)、交流滤波器(6)、第一交流接触器(7)、第二交流接触器(8)、交流断路器(9)、交流逆变器(10)和光伏发电装置(11)；其中：储能电池组(1)依次通过直流接触器(2)和直流滤波器(3)与双向逆变桥(4)的直流端相连接，双向逆变桥(4)的交流端依次通过电抗器(5)、交流滤波器(6)和第一交流接触器(7)相连接，第一交流接触器(7)的另一端同时与第二交流接触器(8)和交流负载(13)相连接；第二交流接触器(8)的另一端同时与交流断路器(9)和交流逆变器(10)的交流输出端相连接；交流断路器(9)的另一端与市电电源(12)相连接；交流逆变器(10)的输入端与光伏发电装置(11)相连接。
2.根据权利要求1所述的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统，其特征在于：所述的储能电池组(1)由直流蓄电池组构成，用于存储和释放电能；直流接触器(2)为储能电池组(1)的保护开关；直流滤波器(3)、双向逆变桥(4)、电抗器(5)和交流滤波器(6)组成双向逆变器电路，能够实现交流-直流和直流-交流的变换；第一交流接触器(7)和第二交流接触器(8)为电能转换控制开关，用于根据实际情况分配电能的走向；交流断路器(9)为外部电网的隔离保护开关；交流逆变器(10)为直流-交流逆变器，用于将光伏发电装置(11)所发出的直流电转变成交流电；光伏发电装置(11)为太阳能发电装置，为本系统的直流电源。
3.根据权利要求1所述的结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统，其特征在于：所述的系统还包括主控制器，其为以计算机为核心的控制装置，其分别与储能电池组(1)、直流接触器(2)、直流滤波器(3)、双向逆变桥(4)、电抗器(5)、交流滤波器(6)、第一交流接触器(7)、第二交流接触器(8)、交流断路器(9)、交流逆变器(10)和光伏发电装置(11)相连接，用于监测系统各部的工作状况，并控制系统各部运行。
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