CN202712876U - 一种太阳能光伏微网并网发电系统 - Google Patents

一种太阳能光伏微网并网发电系统 Download PDF

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李毅
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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能光伏微网并网发电系统，属于太阳能光伏发电技术领域。解决如何提高并网发电系统的发电效率等技术问题。太阳能光伏微网并网发电系统由太阳能光伏发电和微网两路供电系统构成，该两路供电系统均与用户侧电网并网连接，其中微网包括蓄电池组、储能逆变器、交流并网柜及蓄电池充电保护装置，蓄电池组由储能逆变器连接到交流并网柜，与用户侧电网并网连接。本实用新型在用户侧电网停电时能保证太阳能光伏并网发电直接供给负载使用，提高了发电效率。

Description

一种太阳能光伏微网并网发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能光伏发电系统，特别是一种太阳能光伏微网并网发电系统，属于太阳能光伏发电技术领域。 
背景技术
目前，太阳能光伏发电系统主要有离网发电系统、并网发电系统和混合发电系统，而并网发电系统包括直接并入公共电网和用户侧并网两种形式，通常采用的是用户侧并网发电系统，对于用户侧并网发电系统一般包括太阳能光伏组件、直流汇流箱、并网逆变器以及交流配电柜等，太阳能光伏组件与直流汇流箱通过电缆相连接，直流汇流箱与并网逆变器通过电缆连接，并网逆变器通过交流配电柜通过再与用户侧的供电电网通过电缆相连接直接给用户侧的负载供电，但当前用户侧并网系统存在一个问题，当用户侧的供电电网无电时，太阳能光伏组件所发电能就无法再通过并网逆变器到供电电网传输给用电负载使用，目前采用的办法是在用户侧并网发电系统中的并网逆变器采用双向逆变器，当供电电网有电时，双向逆变器作为并网逆变器，通过供电电网给负载供电，而当供电电网无电时，双向逆变器作为离网逆变器，将太阳能光伏组件所发电能不通过供电电网，而先存储到蓄电池中后直接给负载供电，但由于并网逆变器的效率为97%，而离网逆变器的效率只有94%。中国专利ZL200920107382.2公开了一种太阳能光伏微网发电系统，太阳能电池和蓄电池充放电设备，通过电缆与微网系统变流器连接，太阳能补充蓄电池工作，市电互补，但未并网，当市电停电时，转换为蓄电池给负载供电，期间会损失电能影响发电效率。中国专利ZL2009202288551.4《一种微网太阳能光伏供电系统》由太阳能供给蓄电池充电，蓄电池给负载供电，但微网没有并网，而是单纯的离网工作，相应效率较低。因此如何提高在电网无电时的系统发电效率成为目前需要解决的问题。 
发明内容
针对以上现有技术存在的问题，本实用新型的目的是设计一种太阳能光伏微网并网发电系统，解决如何提高并网发电系统的发电效率，尤其是在外电网停止供电时，并网逆变器的输出端仍能检测到用户侧电网电压，使得并网逆变器能够将太阳能电站所发电能输送给负载。 
为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案：一种太阳能光伏微网并网发电系统，由太阳能光伏发电和微网两路供电系统构成，其特征在于所述两路供电系统均与用户侧电网并网连接，其中微网包括蓄电池组、储能逆变器、交流并网柜及蓄电池充电保护装置，蓄电池组由储能逆变器连接到交流并网柜，与用户侧电网并网连接。通过在用户侧电网端加装微网系统，当微网检测到用户侧电网有电时，用户侧电网给微网补充电能，当微网检测到用户侧电网无电时，微网给用户侧电网释放电能，使得并网逆变器检测到用户侧电网电压，继续将太阳能电站电能输送给负载。 
微网中的充电保护装置与负载之间设有检测装置，当检测到电网波形为波谷时，给蓄电池组充电。 
微网和太阳能光伏发电系统之间设有控制开关，用户侧电网还连接有公共电网和负载。 
太阳能光伏发电系统与公共电网的变压器之间设有检测装置。 
检测装置为逆功率装置，监测公共电网的电压和电流。 
太阳能光伏发电系统主要由太阳能发电装置、并网逆变器及交流并网柜构成，太阳能发电装置由并网逆变器连接到交流并网柜，与用户侧电网并网连接。 
用户侧电网分别与太阳能光伏发电系统、微网系统及公共电网之间都设有自动控制开关。 
光伏发电装置包括太阳能光伏组件、直流汇流箱和控制电路，太阳能光伏组件通过直流汇流箱接入并网逆变器。 
公共电网无电时，公共电网与用户侧电网断开连接，微网系统的蓄电池组通过逆变器给用户侧电网供电，太阳能光伏发电装置所发电能通过并网逆变器输入到用户侧电网，给负载供电。 
公共电网有电时，太阳能光伏发电装置所发电能通过并网逆变器输入到用户侧电网，给负载供电，光伏发电小于负载用电时，由公共电网补充供电；光伏发电大于负载供电时，剩余光伏电能给蓄电池组充电。 
本实用新型的有益效果： 
1.由于安装了微网系统，使得用户侧电网输出端总有电压存在，在用户侧电网停电时使得太阳能光伏电站所发电能一直能够直接供给负载使用，太阳能一直是并网发电，保证了并网逆变器的高发电效率（97%）。
2.微网系统还能作为太阳能电站的补充储能电站，当太阳能电站电能不稳定或无电能时，微网系统可有效作为供能装置给负载使用，使得负载一直能够正常使用。 
附图说明
图1：本实用新型的结构示意图。 
图2：本实用新型的电路原理图。 
具体实施方式
太阳能光伏发电装置通过直流汇流箱接入并网逆变器，并网逆变器再通过交流并网柜接入到用户侧电网。微网系统中的蓄电池组连接到储能逆变器后通过交流并网柜接入到用户侧电网。公共电网给用户侧电网供电，同时太阳能光伏发电装置所发电能也通过并网逆变器输入到用户侧电网，给负载供电。用户侧电网还通过微网系统的逆变系统给蓄电池组充电。当公共电网无电时，公共电网与用户侧电网断开连接，微网系统的蓄电池组通过逆变器给用户侧电网供电，同时太阳能光伏组件所发电能仍然通过并网逆变器输入到用户侧电网，给负载供电。 
如图1所示，光伏发电装置的功率为100kw，工作电压为610V，光伏发电装置包括光伏组件、直流汇流箱和控制电路。光伏发电装置由并网逆变器连接到交流并网柜，再与用户侧电网并网。光伏并网逆变器包括直流滤波器、IGBT、交流滤波器、变压器、交流接触器、直流断路器和交流断路器，交流输出电压400V。光伏交流并网柜由交流接触器、交流断路器和交流防雷器构成。 
微网系统包括蓄电池组、逆变器、交流并网柜及充电保护装置。330kwh蓄电池组连接100kw储能逆变器，经H桥DC-DC变换和全桥逆变交流输出370V。储能逆变器连接交流并网柜，并入用户侧电网，蓄电池组与用户侧电网之间设有充电保护装置。用户侧电网连接10kv公共电网的500kva变压器，由用户侧电网给负载供电。 
本实用新型太阳能光伏微网并网发电系统的工作原理如下： 
1. 有阳光时，电网有电，光伏发电系统通过光伏并网逆变器，将直流电逆变为交流电上传到用户侧电网，供给负载使用。
（1）光伏发电系统中逆功率装置检测公共电网母线上的电信号，当光伏发电小于负载用电时，由500kVA变压器供电补充。 
（2） 光伏发电系统中逆功率装置检测公共电网母线上的电信号，当光伏发电大于负载供电时，由控制电路提供给并网逆变器信号，使逆变器降功率输出，同时，闭合K1，将剩余光伏电能补充到蓄电池组。 
2.     有阳光时，电网无电，光伏发电系统检测公共电网无电，断开K3，蓄电池组通过储能逆变器，将直流电逆变为交流电上传到用户侧电网，并网逆变器将持续工作检测电压。 
3.   电网有电，充电保护装置检测电网波形，检测为波谷时，打闭合K2，给蓄电池组充电，实现平谷功能。 
4.   通断K4，可维护太阳能系统。通断K5，可维护微网系统。 
本实用新型太阳能光伏发电装置一直通过并网逆变器供电，发电效率高。传统光伏发电系统采用双向逆变器， 有电时，（双向逆变器为并网逆变器，转换效率为97% 100kw规格）太阳能通过光伏并网逆变器供给电网用电，无电时，（双向逆变器为离网逆变器，转换效率92%-94% 100KW规格）太阳能给蓄电池充电，再由直流逆变为交流供电，发电效率低。 

Claims (10)

1.一种太阳能光伏微网并网发电系统，由太阳能光伏发电和微网两路供电系统构成，其特征在于所述两路供电系统均与用户侧电网并网连接，其中微网包括蓄电池组、储能逆变器、交流并网柜及蓄电池充电保护装置，蓄电池组由储能逆变器连接到交流并网柜，与用户侧电网并网连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述微网中的充电保护装置与负载之间设有检测装置，当检测到电网波形为波谷时，给蓄电池组充电。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述微网和太阳能光伏发电系统之间设有控制开关，用户侧电网还连接有公共电网和负载。
4.根据权利要求3所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述太阳能光伏发电系统与公共电网的变压器之间设有检测装置。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述检测装置为逆功率装置，监测公共电网的电压和电流。
6.根据权利要求3所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述太阳能光伏发电系统主要由太阳能发电装置、并网逆变器及交流并网柜构成，太阳能发电装置由并网逆变器连接到交流并网柜，与用户侧电网并网连接。
7.根据权利要求3所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述用户侧电网分别与太阳能光伏发电系统、微网系统及公共电网之间都设有自动控制开关。
8.根据权利要求6所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述光伏发电装置包括太阳能光伏组件、直流汇流箱和控制电路，太阳能光伏组件通过直流汇流箱接入并网逆变器。
9.根据权利要求6所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述公共电网无电时，公共电网与用户侧电网断开连接，微网系统的蓄电池组通过逆变器给用户侧电网供电，太阳能光伏发电装置所发电能通过并网逆变器输入到用户侧电网，给负载供电。
10.根据权利要求6所述的太阳能光伏微网并网发电系统，其特征在于所述公共电网有电时，太阳能光伏发电装置所发电能通过并网逆变器输入到用户侧电网，给负载供电，光伏发电小于负载用电时，由公共电网补充供电；光伏发电大于负载供电时，剩余光伏电能给蓄电池组充电。
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