CN106058901A - 一种单相并离网储能装置 - Google Patents

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林光钟
黄建根
李霖
张�杰
郭增均
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Abstract

本发明公开了一种单相并离网储能装置，其特征在于，包括：光伏端Boost单向变换模块，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块、单相逆变器模块，所述光伏端Boost单向变换模块，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块、单相逆变器模块均跨界在直流母线上。本发明综合了光伏发电、电池储能、用户用电及并网馈电的四重功能，实现了一个光伏发电兼容储能的微电网系统。

Description

一种单相并离网储能装置
技术领域
本发明涉及一种储能装置，具体涉及一种单相并离网储能装置，本发明属于电网系统设计领域。
背景技术
单相并离网储能系统作为电网的补充可以解决用户侧用电需求，同时综合了光伏发电、电池储能、用户用电及并网馈电的四重功能构成一个光伏发电兼容储能的微电网系统。可以有效解决电力紧缺地区居民用户的可持续用电问题。现有技术方案中有的仅实现离网孤岛运行、而有的并网系统并不具有储能功能。
具体来说，现有技术存在如下缺点：1.仅实现孤岛运行的单相系统不能接入电网并网，运行工况单一，在光伏发电充裕时，不能并网输电，造成浪费，而在天气不佳时，无法通过并网馈电给电池充电，不能实现用户用电的灵活性。2.仅具有并网而不带储能的单相系统，运行工况也比较单一，在电网无电和天气不佳或者夜晚无光照情况下，无法满足用户用电需求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种单相并离网储能装置，以解决现有技术仅实现离网孤岛运行、且并网系统并不具有储能功能的技术问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种单相并离网储能装置，其特征在于，包括：光伏端Boost单向变换模块，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块、单相逆变器模块，所述光伏端Boost单向变换模块，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块、单相逆变器模块均跨界在直流母线上。
前述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，光伏端Boost单向变换模块用于实现光伏输出的电压变换到直流母线的电压大小。
前述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块用于实现母线对电池的充电储能和电池向直流母线的供电。
前述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，单相逆变器用于实现直流母线到交流电的逆变过程，提供用户侧负载用电亦可以实现单相电网并网供电。
前述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，光伏组件连接光伏端Boost单向变换模块。
前述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，锂电池连接电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块。
前述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，在孤岛运行、光伏发电工况下，光伏组件作为主要供电电源，光伏端Boost单向变换模块控制直流母线电压。
前述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，在孤岛运行、电池供电工况下，锂电池作为主要供电电源，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块控制直流母线电压。
本发明的有益之处在于：本发明综合了光伏发电、电池储能、用户用电及并网馈电的四重功能，实现了一个光伏发电兼容储能的微电网系统。
附图说明
图1是本发明一种单相并离网储能装置的结构示意图。
图2是本发明一种单相并离网储能装置的系统工况分类示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1所示，本发明提供的单相并离网储能装置综合了光伏发电、电池储能、用户用电及并网馈电的四重功能，实现了一个光伏发电兼容储能的微电网系统。实现原理结构拓扑如图1所示，该装置的核心部分由光伏端Boost单向变换、电池储能端Buck-Boost双向可逆变换及单相逆变器三个变换模块组成。三个变换器都跨接到公共直流母线上，从而组成一个直流微网。各个变换器独立工作，无需相互通讯，共同控制直流母线电压恒定，从而实现直流微网内的功率平衡。
图1中，光伏端Boost单向变换模块实现光伏输出的电压变换到直流母线的电压大小，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换实现母线对电池的充电储能和电池向直流母线的供电，单相逆变器实现直流母线到交流电的逆变过程，可以提供用户侧负载用电亦可以实现单相电网并网供电。
通过本发明的单相并离网储能装置实现了光伏发电、电池供电、并网输电及并网馈电的四种工作状况，如图2所示，因此本发明具有孤岛和并网双重运行能力。
在孤岛运行、光伏发电工况下，伏作为主要供电电源，对应的Boost变换器控制直流母线电压。光伏组件输出功率优先满足用户自身电力需求，当有电量盈余时给锂电池充电；在孤岛运行、电池供电工况下，锂电池作为主要供电电源，对应的Buck-Boost变换器控制直流母线电压。在并网运行、逆变器逆变工况下，锂电池已充满，逆变器并网将富余的太阳能馈入电网。网侧变换器控制直流母线电压；在并网运行、逆变器整流工况下，电网给负载供电，同时给锂电池充电，网侧变换器控制直流母线电压，通过交流整流成直流给母线供电。
由此可见，本发明综合了光伏发电、电池储能、用户用电及并网馈电的四重功能，实现了一个光伏发电兼容储能的微电网系统。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种单相并离网储能装置，其特征在于，包括：光伏端Boost单向变换模块，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块、单相逆变器模块，所述光伏端Boost单向变换模块，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块、单相逆变器模块均跨界在直流母线上。
2.根据权利要求1所述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，光伏端Boost单向变换模块用于实现光伏输出的电压变换到直流母线的电压大小。
3.根据权利要求2所述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块用于实现母线对电池的充电储能和电池向直流母线的供电。
4.根据权利要求3所述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，单相逆变器用于实现直流母线到交流电的逆变过程，提供用户侧负载用电亦可以实现单相电网并网供电。
5.根据权利要求4所述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，光伏组件连接光伏端Boost单向变换模块。
6.根据权利要求5所述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，锂电池连接电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块。
7.根据权利要求6所述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，在孤岛运行、光伏发电工况下，光伏组件作为主要供电电源，光伏端Boost单向变换模块控制直流母线电压。
8.根据权利要求7所述的一种单相并离网储能装置，其特征在于，在孤岛运行、电池供电工况下，锂电池作为主要供电电源，电池储能端Buck-Boost双向可逆变换模块控制直流母线电压。
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