CN202261087U - 一种分布式的离网太阳能电站 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种分布式的离网太阳能电站，包括多个太阳能光伏电池阵列、蓄电池组10，还包括多个模块控制器、主控制器9、DC/AC逆变器11、交流电输出端口12。将大型的太阳能光伏电池阵列划分成较小的模块，每个太阳能光伏电池模块由一个模块控制器进行控制。所有的模块控制器通过通讯电缆联接到一个主控制器。这样，每个模块控制器仅需要控制较小的电流，设备的可靠性就可以大大的提高，而且，如果某个太阳能光伏电池模块出现故障，则故障就仅限于该模块内，不会影响整个电站的运行。

Description

一种分布式的离网太阳能电站
技术领域
本实用新型涉及太阳能领域，尤其涉及一种分布式的离网太阳能电站。
背景技术
通过太阳能光伏电池阵列，将太阳的光辐射能转换为电能的发电站称为太阳能光伏电站。太阳能光伏电站按照运行方式分为离网式太阳能光伏电站和并网式太阳能光伏电站。
并网式太阳能光伏电站通过并网逆变器与公共电网联接，白天光伏电站所发出的电能输入电网，晚上则使用公共电网所提供的电能。
不与公共电网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为离网式光伏电站。主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为边远偏僻农村、牧区、海岛、高原、沙漠等地区的居民点、别墅、旅游景点、作业区等提供照明、空调、通讯等生活用电，为通信中继站、沿海与内河航标、输油输气管道阴极保护、气象电站、公路道班以及边防哨所等特殊处所提供电源等。
离网式光伏电站由太阳光伏电池方阵、系统控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等组成。为了满足全天的用电，离网式光伏电站利用蓄电池组储能。白天，太阳能光伏电池在向用电器供电的同时向蓄电池组充电，在夜晚则利用蓄电池组储存的电能供电。由于普通的用电器都使用交流电，太阳能光伏电池发的电与蓄电池组储存的电为直流电，为此需使用逆变器将直流电转变为交流电。
与并网式光伏电站不同，离网式光伏电站需要由蓄电池储存电能，所以对蓄电池充放电的管理是离网式光伏电站控制系统的关键性任务，蓄电池理想的充电状态，是充电到最高电压（以铅酸蓄电池为例，每个单体电池的标称工作电压为2V，其最高充电电压为2.35V）后进入浮充模式（单体铅酸蓄电池的浮充电压为2.25V），控制系统最重要的功能就是使蓄电池始终处于理想的充电状态。
现有的离网式光伏电站采用集中式控制，将所有的太阳能光伏电池接入一个控制器内进行控制，这就要求控制器具有高电压、大电流的开关控制能力，尤其是进入蓄电池浮充模式后，控制器需要进行高频率的大电流开关，对控制器的开关器件要求更高。而具有高电压、大电流控制能力的开关控制器件价格高，损坏的几率也高，并且需要留有较大的功率余量。越是大型的太阳能光伏电站，这个问题就越是突出。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供成本低、安全性高、低功率的一种分布式的离网太阳能电站。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种分布式的离网太阳能电站，包括多个太阳能光伏电池阵列、蓄电池组，其特征在于：还包括多个模块控制器、主控制器、DC/AC逆变器、交流电输出端口；
所述的模块控制器与蓄电池组、太阳能光伏电池阵列连接，控制太阳能光伏电池对蓄电池组充电；
所述的主控制器通过通信电缆与多个模块控制器连接，控制多个模块控制器的开启、关闭；
所述的DC/AC逆变器与蓄电池组、交流电输出端口连接，用于直流-交流转换。
本实用新型的第一优选方案为，所述的交流电输出端口输出交流电，优选为开关柜。
本实用新型的第二优选方案为，所述的主控制器包括故障信号发生模块，发出故障信号。
本实用新型的第三优选方案为，所述的模块控制器通过低频率开关与蓄电池组连接。
本实用新型的第四优选方案为，所述的多个太阳能光伏电池阵列电气隔离。
本实用新型的技术优势在于：
1、将整体式控制改为模块式控制，将大电流控制改为小电流控制，提高了控制系统的可靠性。
2、将维持蓄电池浮充电压所需的高频率开关控制改为部分模块的低频率开关控制，减少了开关控制器件损坏的几率。
3、各太阳能光伏电池模块相互隔离，如发生故障不会相互影响，因此进一步提高了电站的可靠性。
4、低频小功率开关器件的价格低廉，有利于降低整个控制系统的成本。
下面结合附图和具体实施方式对实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实施例模块示意图。
具体实施方式
参考图1，一种分布式离网太阳能光伏电站，包括第一太阳能光伏电池阵列1、第二太阳能光伏电池阵列2、第三太阳能光伏电池阵列3，一直到第N太阳能光伏阵列4；每个太阳能光伏电池阵列对应连接一个模块控制器，多个模块控制器与主控制器9通过通信电缆13连接，控制多个模块控制器的开启、关闭；DC/AC逆变器与蓄电池组、交流电输出端口连接，用于直流-交流转换。交流电输出端口12输出交流电，优选为开关柜。主控制器9内部包括故障信号发生模块，发出故障信号。模块控制器通过低频率开关与蓄电池组10连接。
多个太阳能光伏电池阵列电气隔离，某个太阳能光伏电池阵列出现故障，则故障就仅限于该模块内，不会影响整个电站的运行。
本实施例的工作原理如下：当白天有阳光时，模块控制器全部开启对蓄电池组10进行充电。模块控制器监测太阳能光伏电池阵列的电压、电流等工作状态，并将工作状态数据传送到主控制器9进行监控及记录。当蓄电池组10将要充足其电压接近于最高充电电压时，主控制器9控制各模块控制器逐个关闭或开启，使得蓄电池组电压维持在浮充电压。当某个太阳能光伏电池阵列的工作状态如电压或电流出现异常时，主控制器9关闭此模块控制器，发出故障警报并指示出故障模块的位置。
本实用新型不仅限于上述实施例所示的保护范围，所有基于本实施例的发明思想，皆在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种分布式的离网太阳能电站，包括多个太阳能光伏电池阵列、蓄电池组，其特征在于：还包括多个模块控制器、主控制器、DC/AC逆变器、交流电输出端口；
所述的模块控制器与蓄电池组、太阳能光伏电池阵列连接，控制太阳能光伏电池对蓄电池组充电；
所述的主控制器通过通信电缆与多个模块控制器连接，控制多个模块控制器的开启、关闭；
所述的DC/AC逆变器与蓄电池组、交流电输出端口连接，用于直流-交流转换。
2.根据权利要求1所述的一种分布式的离网太阳能电站，其特征在于：所述的交流电输出端口输出交流电，优选为开关柜。
3.根据权利要求1所述的一种分布式的离网太阳能电站，其特征在于：所述的主控制器包括故障信号发生模块，发出故障信号。
4.根据权利要求1所述的一种分布式的离网太阳能电站，其特征在于：所述的模块控制器通过低频率开关与蓄电池组连接。
5.根据权利要求1所述的一种分布式的离网太阳能电站，其特征在于：所述的多个太阳能光伏电池阵列电气隔离。
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