一种综合型分布式光伏储能系统
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域,更具体的说,本实用新型涉及一种综合型分布式光伏储能系统。
背景技术
太阳能资源丰富、分布广泛,是21 世纪最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出,太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点,已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。自上世纪90 年代以来,太阳能光伏发电发展快速,己广泛用于航天、通讯、交通,以及偏远地区居民生活等领域。
分布式光伏储能系统在没有市电供应的地区,可独立供应家庭用电需求;在有市电地区,可与市电联合使用,节省昂贵电费,增加生活独立性及再生能源使用效率;除此之外,尚可做为紧急备用电力,避免受地震、台风等天然灾害后电力短缺影响。
目前市场上现有的光伏储能系统主要有下几种形式:A、光伏并网逆变器组成的方式,B、离网逆变器组成的方式;C、普通的离并网一体机组成方式。
但这几种方式分别存在一些相应的缺点:其中,A种形式的缺点为:光伏并网逆变器组成的方案,主要适用于有市电的地区,尽可能的将PV板吸收的光伏能量发电输送到电网,不适用无电地区;B种形式的缺点为:离网逆变器的方案,有电力供应的情况下,主要由电网供电,停电时转为电池供电,而且逆变器通过电池供电的功率又必需恒定满足负载的大小,当光照较强,负载较小时,无法根据相应条件来有效利用多余的能量,电池充满时存在弃电的情况;C种形式的缺点为:普通的离并网一体机组成方案,如果用户已经安装了并网逆变器,再新增储能方式,因为PV面板及相电力参数不符合现有的参数,需重新完整地再配置一套系统,包括PV面板等,兼容性差、造成重复配置、成本高,并且上述三个方案中都需用到储能电池,而且对电池也只是进行了简单管理,有的是利用率较低的铅酸电池,在使用过程中往往容量短期会下降较多。
发明内容
本实用新型的目的在于有效克服上述技术的不足,提供一种综合型分布式光伏储能系统,该系统可充分利用PV光伏组件的能量,避免造成浪费,可应用于有电网的地区和无电网的地区,还可进行并网和离网的切换。
本实用新型的技术方案是这样实现的,其改进之处在于:它包括:PV光伏组件、连接至PV光伏组件的控制组件以及储能单元、双向逆变器和负载,所述双向逆变器具有第一端口和第二端口,该双向逆变器的第一端口连入储能单元,双向逆变器的第二端口连接至负载,该负载上还连接着供电电网;所述控制组件为光伏控制器或并网逆变器,所述控制组件为光伏控制器时,所述光伏控制器的输出口连入双向逆变器的第一端口,所述控制组件为并网逆变器时,所述并网逆变器的的输出口连入双向逆变器的第二端口。
上述的结构中,所述储能单元包括:
一充电电池,该充电电池连接在双向逆变器的第一端口上,用于存储双向逆变器输出的直流电,或者将自身存储的直流电输出给双向逆变器;
一BMS系统,连接在充电电池和双向逆变器的连接电路上,用于检测充电电池的运行状态,并根据检测数据对充电电池进行管理和保护。
上述的结构中,所述充电电池为聚合物电池。
上述的结构中,所述双向逆变器具体构成由DSP数字控制器、采样电路、保护电路、全桥变换器、隔离变压器、滤波器等组成,该双向逆变器可将交流转换成直流,或将直流转换成交流,并通过交流向充电电池充电。
上述的结构中,所述PV光伏组件为光伏电池阵列,并且该光伏电池阵列由太阳能电池串联或并联构成。
本实用新型的有益效果在于:其一、本实用新型的PV光伏组件的能量得到充分利用,可根据用户的不同负载状态进行调整,不存在浪费的情况;其二、无论在有电网的地区还是无电网地区,都可以使用本实用新型的此套系统,该系统具有离并网功功,自动进行并网离网切换;其三、本实用新型的此系统与用户现有的光伏系统无冲突,兼容性好,可以与用户现存的并网离变器进行合并,极大的减少了用户的投入资金;其四、本实用新型具有专业的BMS管理系统,并配置聚合物大容量电池,提高的电池的使用寿合,增加了储能电量;其五、本实用新型具有灵活的配置方案,用户可根据本身情况,灵活组网;其六、本实用新型的双向逆变器具有双向流动功能,既可以并网或离网工作,又可以反向充电。
【附图说明】
图1为本实用新型的第一具体实施例的原理框图;
图2为本实用新型的第二具体实施例的原理框图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例1
参照图1所示,为本实用新型揭示的一种综合型分布式光伏储能系统的第一具体实施例,在本实施例中,该系统包括PV光伏组件10、连接至PV光伏组件10的控制组件以及储能单元、双向逆变器20和负载,PV光伏组件10为光伏电池阵列,并且该光伏电池阵列由太阳能电池串联或并联构成,用于吸收太阳能并进行能量的转换。上述的双向逆变器20具有第一端口和第二端口,该双向逆变器20的第一端口连入储能单元,双向逆变器20的第二端口连接至负载30,该负载30上还可连接着一供电电网40,在实际操作过程中,如无供电电网40,并不影响本系统的正常使用。
在本实施例中,上述的控制组件为光伏控制器50,且光伏控制器50的输出口连入双向逆变器20的第一端口,所述的储能单元包括一充电电池60和一BMS系统70,且充电电池60为一聚合物电池,充电电池60连接在双向逆变器20的第一端口上,用于存储双向逆变器20输出的直流电,或者将自身存储的直流电输出给双向逆变器20;BMS系统70连接在充电电池60和双向逆变器20的连接电路上,用于检测充电电池60的运行状态,并根据检测数据对充电电池60进行管理和保护。双向逆变器20具体构成由DSP数字控制器、采样电路、保护电路、全桥变换器、隔离变压器、滤波器等组成,该双向逆变器20可将交流转换成直流,或将直流转换成交流,并通过交流向充电电池60充电。
通过上述的结构,我们对本实用新型的综合型分布式光伏储能系统的工作模式进行描述,其主要工作模式为,PV光伏组件10通过光伏控制器50对充电电池60充电,并通过双向逆变器20向交流负载30供电,如果光照不充足,也可由供电电网40通过双向逆变器20向充电电池60充电。该系统内置三种工作模式,分别为,
1、负载模式:在这个模式下,本实用新型会尽可能地将PV光伏组件10产生的能量和充电电池60中储存的能量提供给负载30使用,以达到节省电费的目的,在此模式下,PV光伏组件10+充电电池60的综合运行可根据负载30的重要性设计定几个工作状态。
2、储能模式:在这个模式下,本实用新型会尽可能地保证充电电池60的电量充足,并且保证PV光伏组件10的能量得到充分的利用,当供电电网40停电时,实现最大的离网带载续航时间。
3、削峰填谷模式:在这个模式下,本实用新型能够根据用户设定的时间段来进行并网充电和并网放电操作,若系统处于充电时间段,系统将尽可能地并网充电;而当系统处于放电时间段时,系统将尽可能地并网放电,以实现对充电电网40削峰填谷的目的。 并且,在削峰时段,系统并网充电,充电能量可设定;在填谷时段,根据负载的重要性设计定几个工作状态。
另外,还可对本实用新型的双向逆变器20和BMS系统70的参数进行调整,通过对参数合理的设置,以满足个性化的使用需求。
实施例2
参照图2所示,为本实用新型揭示的一种综合型分布式光伏储能系统的第二具体实施例,在本实施例中,该系统包括PV光伏组件10、连接至PV光伏组件10的控制组件以及储能单元、双向逆变器20和负载,PV光伏组件10为光伏电池阵列,并且该光伏电池阵列由太阳能电池串联或并联构成,用于吸收太阳能并进行能量的转换。上述的双向逆变器20具有第一端口和第二端口,该双向逆变器20的第一端口连入储能单元,双向逆变器20的第二端口连接至负载30,该负载30上还可连接着一供电电网40,在实际操作过程中,如无供电电网40,并不影响本系统的正常使用。
在本实施例中,上述的控制组件为并网逆变器50,且并网逆变器50的输出口连入双向逆变器20的第二端口,所述的储能单元包括一充电电池60和一BMS系统70,且充电电池60为一聚合物电池,充电电池60连接在双向逆变器20的第一端口上,用于存储双向逆变器20输出的直流电,或者将自身存储的直流电输出给双向逆变器20;BMS系统70连接在充电电池60和双向逆变器20的连接电路上,用于检测充电电池60的运行状态,并根据检测数据对充电电池60进行管理和保护。
通过上述的结构,我们对本实用新型的综合型分布式光伏储能系统的工作模式进行描述,主要工作模式:PV光伏组件10通过并网逆变器50对交流母线供电,如果光照充足,双向逆变器20通过交流总线对充电电池60充电;如果光照不充足,双向逆变器20通过交流总线对供电电网40补电;停电时,双向逆变器20将充电电池60中的能量逆变至交流总线给负载30供电。
在此实施例中,本实用新型还具备三种基础工作模式:
负载模式:在这个模式下,本实用新型会尽可能地将PV光伏组件10产生的能量和充电电池60中储存的能量提供给供电电网40,以达到节省电费的目的;在此模式下,综合运行可根据负载30的重要性设计定几个工作状态。
储能模式:在这个模式下,本实用新型会尽可能地保证充电电池60的电量充足,并且保证PV光伏组件10的能量得到充分的利用,当供电电网40停电时,实现最大的离网带载续航时间。
削峰填谷模式:在这个模式下,本实用新型能够根据用户设定的时间段来进行并网充电和并网放电操作,若系统处于充电时间段,本实用新型将尽可能地并网充电;而当本实用新型处于放电时间段时,系统将尽可能地并网放电,以实现对电网削峰填谷的目的。在削峰时段,系统并网充电,充电能量可设定,并网逆变器50停止工作;填谷时段,可根据负载30的重要性设计定几个工作状态。
通过上述的叙述,本实用新型的综合型分布式光伏储能系统,其PV光伏组件的能量得到充分利用,可根据用户的不同负载状态进行调整,不存在浪费的情况;无论在有电网的地区还是无电网地区,都可以使用本实用新型的此套系统,该系统具有离并网功功,自动进行并网离网切换;本实用新型的此系统与用户现有的光伏系统无冲突,兼容性好,可以与用户现存的并网离变器进行合并,极大的减少了用户的投入资金。另外,本实用新型具有专业的BMS管理系统,并配置聚合物大容量电池,提高的电池的使用寿合,增加了储能电量。
以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例,上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内,可以出现各种变形及修改,凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换,均属于本实用新型所保护的范围。