CN110277794A - 一种智能自适应储能逆变一体化设备 - Google Patents

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魏显贵
庞秀岚
汪洋
王伦
李晓峰
李永泉
刘陇刚
倪昊
马丽
王珣
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Abstract

一种智能自适应储能逆变一体化设备，它包括由电力电子元件构成的储能逆变集成单元，所述储能逆变集成单元分别与蓄电池组件、光伏组件和电网相连接，所述储能逆变集成单元由逆变器模块、储能PCS模块和直流电压变换模块互相连接构成，所述储能逆变集成单元还连接有跟踪系统控制模块和组件故障检测模块；通过提升逆变器模块、储能PCS模块、直流电压变换模块、跟踪系统控制模块和组件故障检测模块的集成度、智能化以及运行效率迭代分析，不断自我优化控制策略，提高转换效率，通过模块化设计以及器件的可靠性，降低设备故障率，减少维护工作量，嵌入完善的故障预警系统，减免设备非停及损坏情况，避免电量损失，提升安装质量及效率，降低电站建设成本。

Description

一种智能自适应储能逆变一体化设备
技术领域
本发明涉及一种智能一体化设备，特别涉及一种太阳能发电逆变、储能、跟踪控制、组件故障检测功能集成的智能自适应储能逆变一体化设备。
背景技术
目前，太阳能光伏发电系统设备、储能系统及跟踪控制系统均为独立系统，设备零散较多，各设备之间只有电能传递，没有信息交互，不能根据电网要求、环境变化做到智能发电控制，使得将太阳能双面组件、储能电池、跟踪系统达不到最佳匹配运行效果。
同时，光伏储能各个设备间存在电压、通讯不匹配，电能需要多次变换，系统效率不高；且设备较多安装、运维成本较高。
因此，特别需要一种智能自适应储能逆变一体化设备，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能自适应储能逆变一体化设备，针对现有技术的不足，将光伏发电设备、储能系统设备、跟踪系统控制、组件故障检测功能进行合理集成，并进行统一的智能控制，提高光伏储能发电的效率和降低电站建设投资。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，它包括由电力电子元件构成的储能逆变集成单元，所述储能逆变集成单元分别与蓄电池组件、光伏组件和电网相连接，所述储能逆变集成单元由逆变器模块、储能PCS模块和直流电压变换模块互相连接构成，所述储能逆变集成单元还连接有跟踪系统控制模块和组件故障检测模块。
在本发明的一个实施例中，所述逆变器模块为电能输入接口，所述逆变器模块与光伏组件相连接。
在本发明的一个实施例中，所述储能PCS模块为电能输入接口，所述储能PCS模块与蓄电池组件相连接。
在本发明的一个实施例中，所述跟踪系统控制模块和所述组件故障检测模块分别集成在所述储能逆变集成单元中。
在本发明的一个实施例中，所述逆变器模块由直流断路器、直流滤波器、避雷器、母线支撑电容、IGBT、电感滤波电路、交流接触器、交流滤波器和交流断路器互相连接构成。
在本发明的一个实施例中，所述储能PCS模块由交流断路器、交流变压器、熔断器、滤波器、接触器、电容滤波器、电感滤波器、IGBT、母线电容和断路器互相连接构成。
在本发明的一个实施例中，所述直流电压变换模块由电感、电容、电感滤波器、直流断路器、IGBT和母线电容互相连接构成。
本发明的智能自适应储能逆变一体化设备，与现有技术相比，通过提升逆变器模块、储能PCS模块、直流电压变换模块、跟踪系统控制模块和组件故障检测模块的集成度、智能化以及运行效率迭代分析，不断自我优化控制策略，提高转换效率，通过模块化设计以及器件的可靠性，降低设备故障率，减少维护工作量，嵌入完善的故障预警系统，减免设备非停及损坏情况，避免电量损失，提升安装质量及效率，降低电站建设成本，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的智能自适应储能逆变一体化设备的结构示意图。
图2为本发明的逆变器模块示意图。
图3为本发明的储能PCS模块示意图。
图4为本发明的直流电压变换模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
如图1至图4所示，本发明的智能自适应储能逆变一体化设备，它包括由电力电子元件构成的储能逆变集成单元10，储能逆变集成单元10分别与蓄电池组件20、光伏组件30和电网40相连接，储能逆变集成单元10由逆变器模块11、储能PCS模块12和直流电压变换模块13互相连接构成，储能逆变集成单元10还连接有跟踪系统控制模块15和组件故障检测模块14。
在本实施例中，逆变器模块11为电能输入接口，逆变器模块11与光伏组件30相连接；储能PCS模块12为电能输入接口，储能PCS模块12与蓄电池组件20相连接。
在本实施例中，跟踪系统控制模块15和组件故障检测模块14分别集成在储能逆变集成单元10中。
如图2至图4所示，逆变器模块11由直流断路器、直流滤波器、避雷器、母线支撑电容、IGBT、电感滤波电路、交流接触器、交流滤波器和交流断路器互相连接构成。
储能PCS模块12由交流断路器、交流变压器、熔断器、滤波器、接触器、电容滤波器、电感滤波器、IGBT、母线电容和断路器互相连接构成。
直流电压变换模块13由电感、电容、电感滤波器、直流断路器、IGBT和母线电容互相连接构成。
逆变器模块11的直流输入侧(与光伏组件30相连的直流断路器处)与储能PCS模块12的直流输入侧(与蓄电池组件20相连的直流断路器处)并联后将直流电能逆变成交流电能；逆变器模块11的交流输出侧(交流断路器处)与储能PCS模块12的交流侧(交流断路器处)互相并联后将交流电能输送至电网40；直流电压变换模块13的输入端是蓄电池组件20；直流电压变换模块13的输出端(将蓄电池组件20的低电压转化成高电压后)与逆变器模块11的直流侧和储能PCS模块12的直流侧互相并联。
本发明的智能自适应储能逆变一体化设备的工作过程如下：
在电网不限电时，光伏组件30将直流电能传送至逆变器模块11，逆变器模块11将直流电流变成交流电后输送至电网40。
在电网限电时，光伏组件30将直流电能传送至储能PCS模块12，储能PCS模块12将光伏组件30的直流电直接储存到蓄电池组件20当中。
在夜间或者电网负荷增加时，蓄电池组件20将直流电送至储能PCS模块12或直流电压变换模块13(液流电池需要)将电能你变成交流电后输送至电网40。
在夜间或者电网电能过剩时，将电网40的电能通过储能PCS模块12将电网40交流电整流后储存在蓄电池组件20当中。
跟踪系统控制模块15和组件故障检测模块14是集成在储能逆变集成单元10当中，通过判断外界信息：天气状况、电网情况(AGC)等条件进行自我调整、判断、检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，它包括由电力电子元件构成的储能逆变集成单元，所述储能逆变集成单元分别与蓄电池组件、光伏组件和电网相连接，所述储能逆变集成单元由逆变器模块、储能PCS模块和直流电压变换模块互相连接构成，所述储能逆变集成单元还连接有跟踪系统控制模块和组件故障检测模块。
2.如权利要求1所述的智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，所述逆变器模块为电能输入接口，所述逆变器模块与光伏组件相连接。
3.如权利要求1所述的智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，所述储能PCS模块为电能输入接口，所述储能PCS模块与蓄电池组件相连接。
4.如权利要求1所述的智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，所述跟踪系统控制模块和所述组件故障检测模块分别集成在所述储能逆变集成单元中。
5.如权利要求1所述的智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，所述逆变器模块由直流断路器、直流滤波器、避雷器、母线支撑电容、IGBT、电感滤波电路、交流接触器、交流滤波器和交流断路器互相连接构成。
6.如权利要求1所述的智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，所述储能PCS模块由交流断路器、交流变压器、熔断器、滤波器、接触器、电容滤波器、电感滤波器、IGBT、母线电容和断路器互相连接构成。
7.如权利要求1所述的智能自适应储能逆变一体化设备，其特征在于，所述直流电压变换模块由电感、电容、电感滤波器、直流断路器、IGBT和母线电容互相连接构成。
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