CN202153651U - 离网型新能源发电系统的高压储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离网型新能源发电系统的高压储能装置，属于发电领域。该高压储能装置设置有升压型直流变换器、三段式充电控制器、蓄电池组，该升压型直流变换器的输入端连接发电系统的电能输出端，该升压型直流变换器的输出端连接三段式充电控制器的输入端，该三段式充电控制器的输出端接有所述蓄电池组。该装置可用于风力发电和太阳能发电，也可用于风光互补发电，能将发电设备产生电能直接升至小于500V的高压，并且能自动控制蓄电池的充放电状态，解决了微风、微光情况下蓄电池不能充电的问题。

Description

离网型新能源发电系统的高压储能装置

技术领域

本实用新型涉及一种离网型新能源发电系统的储能装置，尤其是一种离网型新能源发电系统的高压储能装置。

背景技术

常规离网型风力发电或太阳能光伏发电系统因风力和光照随机特性，使得发电系统与负载难以在时间上刚好供需平衡，必须依靠储能设施进行调节，其中常规离网型风力发电系统结构示意图如图1所示，风力发电时，风力发电机输出的交流电经过整流器转化为12-96V的直流电，再经过控制器进入采用并联方式连接的蓄电池组，蓄电池组出来的直流电通过逆变器转化为交流电，最后经过工频升压变压器升压后进入负载。光伏发电原理同风力发电类似，只是进入控制器的电流是由光伏发电PV组件产生的直流电。

上述方式存在如下问题：控制器只作二点式控制，在充电阶段，开关合上后，对风力发电而言，发电机输出的交流电经过整流后成为直流电用于充电，只要瞬时电压高于蓄电池电压就形成充电电流。当瞬时电压值低于蓄电池电压，则充电电流为零，因此微风时不能充电。对光伏发电而言，PV组件输出直流电压高于蓄电池电压时可充电，否则停止充电。与风力发电类似，微光时的太阳能无法有效利用。因此，这种控制方式在微风、微光时会造成能量损失较大，且在强风、强光时容易对蓄电池过充，降低了蓄电池实用寿命，工频升压变压器体积质量都很大，会造成较大的发热损耗，使用起来成本高且不利于维护，经济性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种离网型新能源发电系统的高压储能装置，该装置能将发电设备产生电能直接升至500V以内的高压，并且能自动控制蓄电池的充放电状态，解决了微风、微光情况下蓄电池不能充电的问题，实现了高压储能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种离网型新能源发电系统的高压储能装置，其包括发电系统、逆变器、升压型直流变换器、三段式充电控制器和由多个串联的蓄电池构成的蓄电池组，该升压型直流变换器的输入端连接发电系统的电能输出端，该升压型直流变换器的输出端连接所述三段式充电控制器的输入端，该三段式充电控制器的输出端接有所述蓄电池组的输入端，逆变器的输入端分别与三段式充电控制器的输出端和蓄电池组的输出端相连接。

上述发电系统为风力发电系统或太阳能发电系统或风光互补发电系统，其中风力发电系统包括风力发电机和整流器，该风力发电机输出端连接整流器输入端，该整流器的输出端连接升压型直流变换器输入端。太阳能发电系统由光伏发电PV组件和防反充二极管组成，光伏发电PV组件的输出端连接防反充二极管的正极，该防反充二极管的负极连接升压型直流变换器的输入端。升压型直流变换器的输出电压小于500V。

采用上述技术方案带来的有益效果为：

1、通过在发电系统电能的输出端连接升压型直流变换器，可以将微风、微光条件下产生的微弱电压提升电压，解决了微风、微光情况下蓄电池不能充电的问题；同时蓄电池组前端接有三段式充电控制器，蓄电池组在同等条件容量下缩小单体AH规格，由并联改为串联，该三段式充电控制器可以自动控制蓄电池的充放电，串联后的蓄电池组的储能容量较大，因此避免了蓄电池的过充和过放，有利于合理利用并保护蓄电池；

2、升压型直流变换器提高了直流电压，相应地降低了该装置中所有功率元件的电流规格降低，由此降低了各功率元件的损耗；

3、无需使用工频升压变压器，降低了系统的损耗和成本；

4、升压型直流变换器的电压输出小于500V，降低了常规开关、保护器件、线缆等的损耗。

附图说明

图1是常规离网型风力发电系统的电路方框图；

图2是本实用新型的一种实施方式的电路方框图；

图3是本实用新型的另一种实施方式的电路方框图；

其中图2、3中的电路单元是常规电路单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图2所示为本实用新型用作风力发电的一种实施方式。风力发电机2发出的交流电经整流器3整流后输出12-96V的直流电。升压型直流变换器9的输入端连接整流器3输出端，用于将该整流器3输出的电压升高至小于500V的高压，该电压大小可根据蓄电池组11中串联蓄电池数量调节。该升压型直流变换器9的输出端连接三段式充电控制器10的输入端，用于控制蓄电池的充放电，该三段式充电控制器10的输出端接有蓄电池组11，该蓄电池组11的蓄电池采用串联方式，因为经过升压型直流变换器9升压后的电压最高可以达到500V，所以蓄电池组11的输出电压最高可达500V。三段式充电控制器10的输出端还与逆变器6的输入端相连接，该逆变器6将输入的直流电作直流/交流变换后向负载8输出220V交流电。

图3给出了该实用新型用作光伏发电的一种实施方式。该实施方式与上述实施方式唯一不同点在于：由光伏发电PV组件12和防反充二极管D取代了上述实施方式中的风力发电机2和整流器3，直接向升压型直流变换器9输送直流电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种离网型新能源发电系统的高压储能装置，包括发电系统（1）、逆变器（6），其特征在于：还包括升压型直流变换器（9）、三段式充电控制器（10）和由多个串联的蓄电池构成的蓄电池组（11），所述升压型直流变换器（9）的输入端连接所述发电系统（1）的电能输出端，该升压型直流变换器（9）的输出端连接所述三段式充电控制器（10）的输入端，该三段式充电控制器（10）的输出端接有所述蓄电池组（11）的输入端，所述逆变器（6）的输入端分别与所述三段式充电控制器（10）的输出端和蓄电池组（11）的输出端相连接。

2.根据权利要求1所述的离网型新能源发电系统的高压储能装置，其特征在于：所述发电系统（1）为风力发电系统或太阳能发电系统或风光互补发电系统。

3.根据权利要求2所述的离网型新能源发电系统的高压储能装置，其特征在于：所述风力发电系统由风力发电机（2）和整流器（3）组成，所述风力发电机（2）的输出端连接所述整流器（3）的输入端，该整流器（3）的输出端连接升压型直流变换器（9）的输入端。

4.根据权利要求2所述的离网型新能源发电系统高压储能装置，其特征在于：所述太阳能发电系统由光伏发电PV组件（12）和防反充二极管（D）组成，其中所述光伏发电PV组件（12）的输出端连接所述防反充二极管（D）的正极，所述防反充二极管（D）的负极连接升压型直流变换器（9）的输入端。

5.根据权利要求1所述的离网型新能源发电系统的高压储能装置，其特征在于：所述升压型直流变换器（9）的输出电压小于500V。

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