CN108899926B - 光伏离并网储能逆变器 - Google Patents

光伏离并网储能逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN108899926B
CN108899926B CN201810110824.2A CN201810110824A CN108899926B CN 108899926 B CN108899926 B CN 108899926B CN 201810110824 A CN201810110824 A CN 201810110824A CN 108899926 B CN108899926 B CN 108899926B
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
grid
photovoltaic
energy storage
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810110824.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108899926A (zh
Inventor
嵇世卿
田寿龙
赵云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN RENDA GROUP
Original Assignee
SHENZHEN RENDA GROUP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN RENDA GROUP filed Critical SHENZHEN RENDA GROUP
Priority to CN201810110824.2A priority Critical patent/CN108899926B/zh
Publication of CN108899926A publication Critical patent/CN108899926A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108899926B publication Critical patent/CN108899926B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H02J3/385—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H02J3/42—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with automatic parallel connection when synchronisation is achieved
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光伏离并网储能逆变器，包括：光伏部件、与所述光伏部件相连接的MPPT控制器、一端连接电网的双向变流器、储能部件和逆变部件；所述双向变流器另一端、MPPT控制器输出端、储能部件、以及逆变部件输入端相互连接；所述储能逆变器还包括与所述MPPT控制器、双向变流器和逆变部件相连接的控制部件，该控制部件用于判断所述光伏部件是否工作在最大功率点上，若所述光伏部件未工作在最大功率点上，则所述控制部件通过控制MPPT控制器以使得所述储能逆变器工作在最大功率点上；本发明能够在外界条件变化下始终保持最大功率跟踪，光伏发电转换效率高，可以控制电能的合理流动，提高了光伏能量利用率。

Description

光伏离并网储能逆变器
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种光伏离并网储能逆变器。
背景技术
光伏发电转换效率低、光伏能量利用率不高的问题是太阳能大规模推广和普及利用的障碍之一。
1、光伏利用由于受光照强度、负载和温度等外界条件的影响，光伏组件可运行在不同的最大功率点上；现有技术中的光伏离并网储能逆变器存在如下问题：不能使得光伏发电系统在外界条件发生变化时，快速精确的运行在最大功率点的问题，进而导致光伏发电转换效率低。
2、如何整合光伏相关资源，控制电能的合理流动，以使得光伏能量利用率提高，现有技术中尚未存在有效的解决方案。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种提高了光伏发电转换效率和光伏能量利用率的光伏离并网储能逆变器。
一种光伏离并网储能逆变器，包括：用于将太阳光能转化为电能的光伏部件、与所述光伏部件相连接的MPPT控制器、一端连接电网的双向变流器、储能部件和逆变部件；所述双向变流器另一端、MPPT控制器输出端、储能部件、以及逆变部件输入端相互连接；所述储能逆变器还包括与所述MPPT控制器、双向变流器和逆变部件相连接的控制部件，该控制部件用于判断所述光伏部件是否工作在最大功率点上，若所述光伏部件未工作在最大功率点上，则所述控制部件通过控制MPPT控制器以使得所述储能逆变器工作在最大功率点上；
在所述光伏部件输出的光伏功率大于所述光伏离并网储能逆变器的负载功率的情况下，光伏功率余量用于所述储能部件充电和/或反馈给电网；
在所述光伏离并网储能逆变器的负载功率大于所述光伏部件输出的光伏功率的情况下，由电网和/或储能部件来为负载提供光伏功率不足量；
进一步地，所述控制部件通过电导增量法来判断所述光伏部件是否工作在最大功率点上；
进一步地，若所述光伏部件未工作在最大功率点上，则所述控制部件通过输出调制比控制信号来控制所述MPPT控制器的输出参数；
进一步地，调制比控制信号Δm＝Kp×(G_new-G_old)+Ki×G_new，其中，Δm表示所述调制比控制信号，Kp表示第一预设系数，Ki表示第二预设系数，G_new、G_old表示相邻两次dI/dU+I/U的计算值，I表示所述光伏部件的输出电流，U表示表示所述光伏部件的输出电压；
进一步地，在所述光伏离并网储能逆变器处于并网状态的情况下，所述控制部件还用于通过有源频率漂移法或电压前馈正反馈扰动法进行孤岛检测；
进一步地，所述控制部件控制所述逆变部件输出电压的频率f(v)与电网电压频率之间的频率误差Δf在并网标准规定范围内；
所述有源频率漂移法的具体流程为：
监测所述逆变部件输出电压的频率f(v)；
在电网发生故障时，控制所述逆变部件输出电压频率f(v)每周期增加频率误差Δf；
在逆变部件输出电压频率超出并网标准规定范围的情况下，检测到孤岛效应；
进行孤岛效应保护操作；
进一步地，所述电压前馈正反馈扰动法的具体流程为：
监测逆变部件输出电压峰值Ua、监测电网电压峰值Um、设定周期扰动量Ud；
获得电流幅值扰动量Id＝K[Ua-Um+Ud]，其中，K为第三预设系数；
将所述电流幅值扰动量Id作为所述逆变部件的输出电流给定信号，以使得所述逆变部件输出电压超出预设正常范围，检测到孤岛效应；
进行孤岛效应保护操作；
进一步地，所述控制部件控制所述逆变部件输出电流与电网电压相位及频率保持同步；
进一步地，
所述控制部件包括互为冗余备份的第一控制器和第二控制器；所述第一控制器和所述第二控制器均具备常规功能和备份功能；
所述第一控制器的常规功能和所述第二控制器的备份功能为控制所述MPPT控制器；所述第二控制器的常规功能和所述第一控制器的备份功能为控制所述双向变流器和所述逆变部件；
当第一控制器或第二控制器发生异常，第二控制器或第一控制器启用备份功能；
另外，所述光伏离并网储能逆变器还包括与所述储能部件相连接的巡检部件，该巡检部件按照预设巡检周期执行巡检操作，获取所述储能部件的状态数据和运行参数。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的光伏离并网储能逆变器，能够在外界条件变化下始终保持最大功率跟踪，光伏发电转换效率高，可以控制电能的合理流动，提高了光伏能量利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的光伏离并网储能逆变器的结构框图；
图2是本发明所述有源频率漂移法的流程示例图；
图3是本发明所述电压前馈正反馈扰动法的流程示例图；
图4是本发明实施例2的光伏离并网储能逆变器的结构框图；
图5是本发明实施例3的光伏离并网储能逆变器的结构框图；
图6是本发明实施例4的光伏离并网储能逆变器的结构框图；
图7是本发明实施例5的光伏离并网储能逆变器的结构框图；
图8是本发明实施例6的光伏离并网储能逆变器的结构框图；
图9是本发明实施例7的光伏离并网储能逆变器的结构框图；
图10是本发明所述逆变部件的结构示例图；
图11是本发明实施例8的光伏离并网储能逆变器的结构框图。
其中，1、光伏部件，2、MPPT控制器，3、电网，4、双向变流器，5、储能部件，6、逆变部件，7、直流母线，8、交流负载，9、直流负载，10、控制部件，101、第一控制器，102、第二控制器，11、巡检部件，12、处理部件，13、显示部件，14、滤波电路，15、输出过流保护电路，16、输入欠压保护电路，17、串口通信模块，18、WIFI通信模块，19、终端通信模块，20、灰尘检测部件。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供了一种光伏离并网储能逆变器，图1是本发明实施例1的光伏离并网储能逆变器的结构框图，如图1所示的一种光伏离并网储能逆变器，可以包括：用于将太阳光能转化为电能的光伏部件1、与所述光伏部件1相连接的MPPT控制器2、一端连接电网3的双向变流器4、储能部件5和逆变部件6；所述双向变流器4另一端、MPPT控制器2输出端、储能部件5、以及逆变部件6输入端相互连接；所述光伏离并网储能逆变器还包括与所述MPPT控制器2、双向变流器4和逆变部件6相连接的控制部件10，该控制部件10用于判断所述光伏部件1是否工作在最大功率点上，若所述光伏部件1未工作在最大功率点上，则所述控制部件10通过控制MPPT控制器2以使得光伏离并网储能逆变器工作在最大功率点上；在所述光伏部件1输出的光伏功率大于所述光伏离并网储能逆变器的负载功率的情况下，光伏功率余量用于所述储能部件5充电和/或反馈给电网3；在所述光伏离并网储能逆变器的负载功率大于所述光伏部件1输出的光伏功率的情况下，由电网3和/或储能部件5来为负载提供光伏功率不足量。
作为优选，所述光伏部件1可以为光伏电池、光伏组件、光伏阵列等；作为优选，所述双向变流器4可以为交直流双向转换变流器；作为优选，所述储能部件5可以为储能电池；作为优选，所述光伏离并网储能逆变器的负载可以为连接在所述逆变部件6输出端的交流负载8和/或与所述储能部件5相连接的直流负载9；作为优选，所述双向变流器4另一端、MPPT控制器2输出端、储能部件5、以及逆变部件6输入端通过直流母线7相互连接。
本实施例1所述光伏功率余量指的是所述光伏功率中除去负载功率(即供给负载)的部分；所述光伏功率不足量指的是负载功率中除去光伏功率的部分；本实施例在所述光伏部件1输出的光伏功率大于所述光伏离并网储能逆变器的负载功率的情况下，光伏功率余量用于所述储能部件5充电和/或反馈给电网3，具体地，光伏功率余量可以经过MPPT控制器2给储能部件5充电，也可以经过MPPT控制器2和双向变流器4反馈至电网3；本实施例在所述光伏离并网储能逆变器的负载功率大于所述光伏部件1输出的光伏功率的情况下，由电网3和/或储能部件5来为负载提供光伏功率不足量，具体地，电网3提供电能可以经过双向变流器4和逆变部件6给交流负载8，也可以经过双向变流器4和储能电池给直流负载9，还可以储能电池直接供电给直流负载9，也可以储能电池提供电能经过逆变部件6给交流负载8。
为了保证光伏发电系统能够在任意外界条件下始终保持最大功率跟踪，进而提高光伏发电系统的能量转换效率，需要采用最大功率点跟踪技术(Maximum Power PointTracking，MPPT)寻找光伏电池的最大功率点，以实现最大限度输出功率。本实施例所述光伏离并网储能逆变器既能实现离网发电和并网发电，同时可以实现电能的双向流动控制，能够在外界条件变化下始终保持最大功率跟踪，光伏发电转换效率高，提高了光伏能量利用率；在所述光伏离并网储能逆变器处于离网状态的情况下，电能可由光伏组件经由MPPT控制器2和逆变部件6给交流负载8，也可以由光伏组件经由MPPT控制器2给储能电池和直流负载9，还可以由储能电池经由逆变部件6给交流负载8。
本发明还提供了在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，具体地，所述控制部件10可以通过电导增量法来判断所述光伏部件1是否工作在最大功率点上。进一步地，作为优选，若所述光伏部件1未工作在最大功率点上，则所述控制部件10通过输出调制比控制信号来控制所述MPPT控制器2的输出参数；所述MPPT控制器2的输出参数可以为输出电压，具体地，电导增量法根据在最大功率点时光伏部件1的输出功率对电压的微分为0，进而可以判断出光伏部件1当前工作点电压U和最大功率点电压Umax的关系，对于光伏部件1当前的输出功率P＝IU，首先对该式两端对U求导，获得dP/dU＝I+U×(dI/dU)，进一步地，所述控制器判断dP/dU+I/U是否大于零，若dP/dU+I/U>0，则光伏部件1当前工作点电压即输出电压U小于最大功率点电压Umax，这种情况下，表明要提高光伏部件1的当前工作点电压，控制部件10可通过输出调制比控制信号来减小调制比，若dP/dU+I/U<0，则光伏部件1当前工作点电压即输出电压U大于最大功率点电压Umax，这种情况下，表明要降低光伏部件1的当前工作点电压，控制部件10可通过输出调制比控制信号来增大调制比，若dP/dU+I/U＝0，则光伏部件1当前工作点电压即输出电压U等于最大功率点电压Umax；作为优选，进一步地，调制比控制信号Δm＝Kp×(G_new-G_old)+Ki×G_new，其中，Δm表示所述调制比控制信号，Kp表示第一预设系数，Ki表示第二预设系数，G_new、G_old表示相邻两次dI/dU+I/U的计算值，I表示所述光伏部件1的输出电流，U表示表示所述光伏部件1的输出电压；所述第一预设系数Kp可以取值3，第二预设系数Ki可以取值1.2；G_new、G_old表示相邻两次dI/dU+I/U的计算值，其中，G_new表示G_old的下一次计算值，比如G_old表示dI/dU+I/U的第一次计算值，G_new表示dI/dU+I/U的第二次计算值，若Δm大于0.1，则可以设定其为0.1，若Δm小于-0.1，则可以设定其为-0.1；本实施例控制精确、响应快，有利于在外界条件变化下始终保持最大功率跟踪。
本发明还提供了在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，具体地，在所述光伏离并网储能逆变器处于并网状态的情况下，所述控制部件10还用于通过有源频率漂移法或电压前馈正反馈扰动法进行孤岛检测；孤岛效应是指公共电网3断电后，部分线路和负载由于分布式发电的存在而继续维持带电状态，形成电力公司无法控制的局部供电网3络；通过本实施例的孤岛检测方式能够有效保证用电安全，便于孤岛发生时快速准确地切除并网的逆变部件6。进一步地，所述控制部件10控制所述逆变部件6输出电压的频率f(v)与电网3电压频率之间的频率误差Δf在并网标准规定范围内；作为孤岛检测的其中一种优选方式，图2示出了本发明所述有源频率漂移法的流程示例图，如图2所示，所述有源频率漂移法的具体流程为：
步骤11：监测所述逆变部件6输出电压的频率f(v)；
步骤12：在电网3发生故障时，控制所述逆变部件6输出电压频率f(v)每周期增加频率误差Δf；进而使得电网3电压频率之间的频率误差逐渐增加；
步骤13：在逆变部件6输出电压频率超出并网标准规定范围的情况下，检测到孤岛效应；
步骤14：进行孤岛效应保护操作；
作为孤岛检测的另外一种优选方式，图3示出了本发明所述电压前馈正反馈扰动法的流程示例图，如图3所示，所述电压前馈正反馈扰动法的具体流程为：
步骤21：监测逆变部件6输出电压峰值Ua、监测电网3电压峰值Um、设定周期扰动量Ud；
步骤22：获得电流幅值扰动量Id＝K[Ua-Um+Ud]，其中，K为第三预设系数；
步骤23：将所述电流幅值扰动量Id作为所述逆变部件6的输出电流给定信号，以使得所述逆变部件6输出电压超出预设正常范围，检测到孤岛效应；
步骤24：进行孤岛效应保护操作；所述孤岛效应保护操作可以为触发孤岛效应保护电路动作，切断所述逆变部件6与电网3之间的连接；所述周期扰动量Ud的初始值可以设定为0，然后每隔预设时间如1s按照
Figure GDA0001805250960000071
为其设定预设值，其中，Kd为第四预设系数。
本发明还提供了在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，具体地，所述控制部件10控制所述逆变部件6输出电流与电网3电压相位及频率保持同步。
图4是本发明实施例2的光伏离并网储能逆变器的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图4所示，所述控制部件10可以包括互为冗余备份的第一控制器101和第二控制器102；所述第一控制器101和所述第二控制器102均具备常规功能和备份功能；所述第一控制器101的常规功能和所述第二控制器102的备份功能为控制所述MPPT控制器2；所述第二控制器102的常规功能和所述第一控制器101的备份功能为控制所述双向变流器4和所述逆变部件6；当第一控制器101或第二控制器102发生异常，第二控制器102或第一控制器101启用备份功能；作为优选，所述第一控制器101和第二控制器102可以均采用DSP，采用互为冗余备份的双控制器，控制更加安全可靠。
图5是本发明实施例3的光伏离并网储能逆变器的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图5所示，所述光伏离并网储能逆变器还可以包括与所述储能部件5相连接的巡检部件11，该巡检部件11按照预设巡检周期执行巡检操作，获取所述储能部件5的状态数据和运行参数；所述储能部件5的状态数据和运行参数至少包括电压状态和温度状态；巡检部件11的巡检结果即获得的储能部件5的状态数据和运行参数，可以由存储部件进行存储，以供后续分析；作为优选，所述巡检部件11还可以经由处理部件12连接有显示部件13，所述处理部件12可以为微控制器如单片机，微处理器如DSP、CPU等；处理部件12可以控制所述显示部件13进行巡检部件11输出巡检参数如电池电压、电池温度等的显示；所述显示部件13可以用LCD显示器；本实施例更有利于监控储能部件5的工作状态和运行情况。
本发明所述光伏离并网储能逆变器的工作状态可由控制部件10自动控制和切换，也可由用户手动控制和切换，比如通过控制手动开关实现电网3与光伏离并网储能逆变器的连接或断开，即所述光伏离并网储能逆变器可具备自动和手动切换工作状态的能力；图6示出了本发明实施例4的光伏离并网储能逆变器的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，如图6所示，所述逆变部件6输出端可以连接有滤波电路14和输出过流保护电路15，其中，所述滤波电路14便于消除所述逆变部件6输出波形中的高次谐波；图7示出了本发明实施例5的光伏离并网储能逆变器的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，如图7所示，所述双向变流器4和电网3之间可以设置有输入欠压保护电路16；所述双向变流器4和所述逆变部件6可以通过SPWM调制方式进行控制；图8是本发明实施例6的光伏离并网储能逆变器的结构框图，实施例6是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，图9是本发明实施例7的光伏离并网储能逆变器的结构框图，实施例7是在实施例3基础上进一步改进的优选实施例，如图8、图9所示，进一步地，所述控制部件10或处理部件12还可以连接有串口通信模块17、WIFI通信模块18、终端通信模块19等，所述串口通信模块17可以为485接口模块、232接口模块，所述终端通信模块19可以为CDMA模块、GSM模块、GPRS模块、3G模块等，所述串口通信模块17、WIFI通信模块18、终端通信模块19可以与外部装置或终端相连接，进而通过上述通信模块实现光伏离并网储能逆变器状态数据和运行参数的监控。
图10是本发明所述逆变部件6的结构示例图，如图10所示，作为优选，本发明所述逆变部件6可以包括依次连接的第一滤波器LC1、第一高频逆变部件6Q1、高频变压器T1、整流器B1、第二滤波器LC2、第二高频逆变部件6Q2、第三滤波器LC3；所述第二高频逆变部件6Q2也可以用工频逆变部件6替代；第一滤波器LC1连接输入端；第三滤波器LC3连接输出端。
另外，针对现有技术中的光伏利用，空气中的颗粒物(如灰尘)等沉落在光伏组件的表面，容易阻挡部分光线的照射，也会使光伏组件转换效率降低，从而造成发电量减少甚至电池板的损坏；针对这一技术问题，为了提高光伏离并网储能逆变器的转换效率，图11示出了本发明实施例8的光伏离并网储能逆变器的结构框图，如图11所示，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，所述光伏组件表面可以具备多个区域，所述光伏离并网储能逆变器还可以包括多个布设在光伏组件上的灰尘检测部件20，其中，每一灰尘检测部件20用于检测一所述区域的灰尘量或灰尘厚度；如光伏组件表面具备的多个区域分别为第一区域、第二区域和第三区域，多个灰尘检测部件20分别为第一灰尘检测部件20、第二灰尘检测部件20和第三灰尘检测部件20，则第一灰尘检测部件20用于检测所述第一区域的灰尘量或灰尘厚度，第二灰尘检测部件20用于检测第二区域的灰尘量或灰尘厚度，第三灰尘检测部件20用于检测第三区域的灰尘量或灰尘厚度；多个灰尘检测部件20可以与所述控制部件10相连接；进一步地，所述控制部件10根据各灰尘检测部件20的灰尘检测结果，可以确定光伏组件表面各区域的灰尘覆盖情况，还可以确定光伏组件上超过一定预设灰尘量或灰尘厚度的灰尘覆盖面积；在满足预设维护条件情况下，所述控制部件10可以发送光伏组件待清洁信息给用户终端，所述预设维护条件可以为光伏组件上超过预设灰尘量或预设灰尘厚度的区域数量大于预设数量，或者光伏组件上超过预设灰尘量或预设灰尘厚度的灰尘覆盖面积大于预设面积，比如，经检测获知，第一区域上覆盖的灰尘超过预设灰尘量或预设灰尘厚度，第二区域上覆盖的灰尘超过预设灰尘量或预设灰尘厚度，第三区域上覆盖的灰尘超过预设灰尘量或预设灰尘厚度，假设预设数量为2，则光伏组件上超过预设灰尘量或预设灰尘厚度的区域数量为3，大于预设数量，则相当于满足预设维护条件；进一步地，可以根据各区域的面积情况，获知光伏组件上覆盖灰尘超过预设灰尘量或预设灰尘厚度的面积情况，若大于预设面积，则也相当于满足预设维护条件；更进一步地，所述光伏组件安装和承载在支架上，所述控制部件10还可以根据多个灰尘检测部件20的检测情况，通过控制支架来控制所述光伏组件上灰尘覆盖较少的区域转动到对准太阳的位置，以尽可能地减少灰尘对光线的阻挡；所述灰尘检测部件20可以灰尘传感器或灰尘感应器。
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。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种光伏离并网储能逆变器，其特征在于所述储能逆变器包括：用于将太阳光能转化为电能的光伏部件、与所述光伏部件相连接的MPPT控制器、一端连接电网的双向变流器、储能部件和逆变部件；所述双向变流器另一端、MPPT控制器输出端、储能部件、以及逆变部件输入端相互连接；所述储能逆变器还包括与所述MPPT控制器、双向变流器和逆变部件相连接的控制部件，该控制部件用于判断所述光伏部件是否工作在最大功率点上，若所述光伏部件未工作在最大功率点上，则所述控制部件通过控制MPPT控制器以使得所述储能逆变器工作在最大功率点上；
在所述光伏部件输出的光伏功率大于所述储能逆变器的负载功率的情况下，光伏功率余量用于所述储能部件充电和/或反馈给电网；
在所述储能逆变器的负载功率大于所述光伏部件输出的光伏功率的情况下，由电网和/或储能部件来为负载提供光伏功率不足量；
所述光伏部件的表面包括多个区域，所述光伏离并网储能逆变器还包括多个灰尘检测部件，每个所述灰尘检测部件用于检测一个所述区域的灰尘量或灰尘厚度，所述灰尘检测部件包括灰尘传感器或灰尘感应器；
所述光伏部件安装和承载在支架上，所述控制部件还用于根据所述多个灰尘检测部件的灰尘检测结果对所述支架进行控制，以通过控制所述支架来控制所述光伏部件上灰尘覆盖较少的区域转动到对准太阳的位置，以尽可能地减少灰尘对光线的阻挡；
所述逆变部件的输出端连接有滤波电路和过流保护电路；
所述逆变部件包括依次连接的第一滤波器、第一高频逆变部件、高频变压器、整流器、第二滤波器、第二高频逆变部件和第三滤波器。
2.根据权利要求1所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于所述控制部件通过电导增量法来判断所述光伏部件是否工作在最大功率点上。
3.根据权利要求2所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于若所述光伏部件未工作在最大功率点上，则所述控制部件通过输出调制比控制信号来控制所述MPPT控制器的输出参数。
4.根据权利要求3所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于调制比控制信号Δm＝Kp×(G_new-G_old)+Ki×G_new，其中，Δm表示所述调制比控制信号，Kp表示第一预设系数，Ki表示第二预设系数，G_new、G_old表示相邻两次dI/dU+I/U的计算值，I表示所述光伏部件的输出电流，U表示表示所述光伏部件的输出电压。
5.根据权利要求1所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于在所述储能逆变器处于并网状态的情况下，所述控制部件还用于通过有源频率漂移法或电压前馈正反馈扰动法进行孤岛检测。
6.根据权利要求5所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于，所述控制部件控制所述逆变部件输出电压的频率f(v)与电网电压频率之间的频率误差Δf在并网标准规定范围内；
所述有源频率漂移法的具体流程为：
监测所述逆变部件输出电压的频率f(v)；
在电网发生故障时，控制所述逆变部件输出电压频率f(v)每周期增加频率误差Δf；
在逆变部件输出电压频率超出并网标准规定范围的情况下，检测到孤岛效应；
进行孤岛效应保护操作。
7.根据权利要求5所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于所述电压前馈正反馈扰动法的具体流程为：
监测逆变部件输出电压峰值Ua、监测电网电压峰值Um、设定周期扰动量Ud；
获得电流幅值扰动量Id＝K[Ua-Um+Ud]，其中，K为第三预设系数；
将所述电流幅值扰动量Id作为所述逆变部件的输出电流给定信号，以使得所述逆变部件输出电压超出预设正常范围，检测到孤岛效应；
进行孤岛效应保护操作。
8.根据权利要求1所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于所述控制部件控制所述逆变部件输出电流与电网电压相位及频率保持同步。
9.根据权利要求1所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于，
所述控制部件包括互为冗余备份的第一控制器和第二控制器；所述第一控制器和所述第二控制器均具备常规功能和备份功能；
所述第一控制器的常规功能和所述第二控制器的备份功能为控制所述MPPT控制器；所述第二控制器的常规功能和所述第一控制器的备份功能为控制所述双向变流器和所述逆变部件；
当第一控制器或第二控制器发生异常，第二控制器或第一控制器启用备份功能。
10.根据权利要求1所述的光伏离并网储能逆变器，其特征在于所述储能逆变器还包括与所述储能部件相连接的巡检部件，该巡检部件按照预设巡检周期执行巡检操作，获取所述储能部件的状态数据和运行参数。
CN201810110824.2A 2018-02-01 2018-02-01 光伏离并网储能逆变器 Active CN108899926B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810110824.2A CN108899926B (zh) 2018-02-01 2018-02-01 光伏离并网储能逆变器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810110824.2A CN108899926B (zh) 2018-02-01 2018-02-01 光伏离并网储能逆变器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108899926A CN108899926A (zh) 2018-11-27
CN108899926B true CN108899926B (zh) 2021-01-15

Family

ID=64342111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810110824.2A Active CN108899926B (zh) 2018-02-01 2018-02-01 光伏离并网储能逆变器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108899926B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109801185A (zh) * 2019-01-03 2019-05-24 宁波绿光能源集团有限公司 一种便携式发电装置的商业模式
CN110649655A (zh) * 2019-10-08 2020-01-03 航天柏克(广东)科技有限公司 一种太阳能离并网逆变系统的网侧能量管理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101777775A (zh) * 2010-02-26 2010-07-14 东南大学 一种高频隔离单相光伏并网系统及其控制方法
CN102780232A (zh) * 2012-07-24 2012-11-14 华南理工大学 一种单级式光伏并网逆变系统的三环控制方法及其装置
CN102931653A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 浙江工业大学 一种风光直流微电网的综合协调控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101777775A (zh) * 2010-02-26 2010-07-14 东南大学 一种高频隔离单相光伏并网系统及其控制方法
CN102780232A (zh) * 2012-07-24 2012-11-14 华南理工大学 一种单级式光伏并网逆变系统的三环控制方法及其装置
CN102931653A (zh) * 2012-11-02 2013-02-13 浙江工业大学 一种风光直流微电网的综合协调控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
光伏并网发电系统孤岛检测技术;郭小强等;《电工技术学报》;20070430;第22卷(第4期);第157-162页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108899926A (zh) 2018-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104713176B (zh) 光伏空调系统及其控制方法
CN102545257B (zh) 太阳能光伏发电单相并网逆变器的控制方法
KR101181403B1 (ko) 태양광 및 풍력 하이브리드 발전을 이용한 계통 연계 시스템 및 이를 이용한 태양광 및 풍력 하이브리드 계통 연계 발전 장치
US20240097439A1 (en) System and Method For Interconnected Elements of a Power System
CN203586455U (zh) 光伏空调系统
US20090283129A1 (en) System and method for an array of intelligent inverters
KR101510986B1 (ko) 기동 조건 검출을 위한 보조발전장치를 갖는 태양광발전시스템
CN103733465A (zh) 充电装置
CN102722212A (zh) 不均匀光照下光伏发电系统最大功率点跟踪方法
JP4293673B2 (ja) 複数のインバータを有する電源システムの運転方法
KR100716537B1 (ko) 분산전원용 제어장치 및 제어방법
CN111817666B (zh) 应用于光伏组件智能管理的电路及其启动方法
CN105431992A (zh) 太阳能发电用逆变器的控制装置
CN108899926B (zh) 光伏离并网储能逆变器
CN111082686B (zh) 一种多路mppt逆变器及其控制方法
CN105207263A (zh) 垃圾焚烧发电厂的光伏发电系统及并网控制方法
CN111756066A (zh) 光伏直流变换器的运行控制与孤岛检测方法和系统
WO2016015243A1 (zh) 一种光伏并网控制方法及光伏并网系统
JPH07302130A (ja) 電力制御装置
Sachin et al. Design and Development of PWM based Solar Hybrid Charge Controller
Abo-Khalil et al. A novel islanding detection method for three-phase photovoltaic generation systems
WO2022219872A1 (ja) 電力変換システム、電力変換装置
CN112994120B (zh) 一种逆变系统、逆变器及其无功控制方法
KR20140093355A (ko) 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템
CN219627374U (zh) 一种采用电流传感器优化的光伏系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant