CN205092591U - 一种带储能的分布式光伏发电系统装置 - Google Patents

Abstract

一种带储能的分布式光伏发电系统装置，其特征在于它包括光伏子系统（1）、储能子系统（2）、控制系统（3）和智能配电柜（4），光伏子系统（1）的输出端接智能配电柜（4），智能配电枢（4）在控制系统（3）的控制下将电能送入交流负载（4）、公共配电网（5）或送入储能子系统（2）。本实用新型利用储能系统来解决光伏发电系统接入公共配电网后，有可能造成的电压越限问题，减少了成本且易于控制。

Description

一种带储能的分布式光伏发电系统装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能发电技术，尤其是一种经过低压电路接入配电网的发伏发电技术，具体地说是一种带储能的分布式光伏发电系统装置。

背景技术

目前，经过低压电路接入配电网的分布式光伏发电系统装置主要由光伏阵列、汇流箱、逆变器、变压器和控制系统等组成，光伏变流器在接入配电网时工作在电流源模式，并网电压由配电网控制。

理想情况下，公共配电网的传输线中电压保持恒定，但由于存在线路阻抗，传输线上的电压分布发生了变化，当有分布式光伏发电系统接入配电网中的某一点时，接入点的电压将会有所有提升，光伏发电的功率越大对接入点的电压提升就越明显。国家标准规定，三相电压的允许偏差为额定电压的±7%，如果光伏发电系统的功率过大，接入配电网不仅会引起配电线路的电压波动，甚至会引起电压越限，严重时还会损坏用电设备。为了避免上述情况的发生，分布式光伏发电接入配电网时的功率值必须控制在一个可接受的最大容量内。

光伏发电若要取代传统能源实现大规模并网发电，它对电网产生的冲击影响是不可忽视的。为解决因光伏发电带来的电压越限问题，目前主要的方法是电抗器补偿和逆变器电压控制，但会带来成本增加、逆变器容量增大的不利因素。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的光伏发电并网时会对电网产生冲击的问题，设计一种并网无冲击的带储能的分布式光伏发电系统，它利用储能子系统来解决电压越限的问题，可以降低成本、便于控制。

本实用新型的技术方案是：

一种带储能的分布式光伏发电系统装置，其特征在于它包括光伏子系统1、储能子系统2、控制系统3和智能配电柜4，光伏子系统1的输出端接智能配电柜4，智能配电枢4在控制系统3的控制下将电能送入交流负载4、公共配电网5或送入储能子系统2。

所述光伏子系统1包括光伏阵列11、智能汇流箱12和光伏变流器13组成；所述光伏阵列11由光伏组件111和支架系统112组成，光伏组件111安装在支架系统112上，光伏阵列11输出的电能输入到智能汇流箱12中并经光伏变流器13变流后输入智能配电柜4中。

所述储能子系统2包括蓄电池组21、双向DC-DC变换器22和储能变流器23，储能变流器23与双向DC-DC变换器22及智能配电柜4双向连接，双向DC-DC变换器22与蓄电池组21双向连接。

所述光伏子系统1和储能子系统2的输出功率之和等于接入公共配电网的最大准入功率，当光伏子系统的发电量超过该最大准入功率时，储能子系统对蓄电池组进行充电。

所述光伏组件111是单晶硅组件、多晶硅组件或非晶硅组件之一。

本实用新型的有益效果：

本实用新型利用储能系统来解决光伏发电系统接入公共配电网后，有可能造成的电压越限问题，减少了成本且易于控制。

附图说明

图1是本实用新型的系统装置组成结构框图。

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说明。

如图1所示。

一种带储能的分布式光伏发电系统装置，包括光伏子系统1、储能子系统2、控制系统3、智能配电柜4、用户交流负载5和公共配电网6；光伏子系统1的输出端接智能配电柜4，智能配电枢4在控制系统3的控制下将电能送入交流负载4、公共配电网5或送入储能子系统2。其中光伏子系统1包括光伏阵列11、智能汇流箱12、光伏变流器13；光伏阵列11由光伏组件111和支架系统112组成；储能系统2包括蓄电池组21、双向DC-DC变换器22、储能变流器23。

光伏子系统1中，光伏阵列11由光伏组件111和支架系统112组成，光伏组件111是单晶硅组件、多晶硅组件、非晶硅组件中的任一种，光伏阵列11中，光伏组件111安装在支架系统112上，光伏阵列11将太阳能转化为直流电，直流电经由智能汇流箱12、光伏变流器13转化为交流电，并通过智能配电柜4供用户交流负载5使用。控制系统3可感知光伏阵列11的发电量和用户交流负载5的用电量，当光伏阵列11的发电量大于用户交流负载5的用电量时，控制系统3通过智能配电柜4将多余的电量上传至公共配电网6。

光伏阵列11将太阳能转化为直流电，直流电经过智能汇流箱12、光伏变流器13转化为交流电供用户交流负载使用，当光伏阵列的发电量大于用户交流负载的用电量时，多余的电量经由智能配电柜4上传至公共配电网6。在控制系统3中事先设定好公共配电网6在该接入点的最大准入功率值，即不会造成电压越限的功率，该功率是光伏子系统1和储能子系统2输出功率之和，当光伏子系统1的发电量超过这一设定值时，储能子系统2即开始对蓄电池21进行充电，从而保证整个系统的总功率变化平缓，避免出现电压越限。

为了保证整个分布式光伏发电系统接入公共配电网6时不会造成当地的电压越限，需事先计算出公共配电网6在该接入点的最大准入功率值，该最大准入功率是光伏子系统1和储能子系统2输出功率之和，当光伏子系统1的发电量超过最大准入功率值时，储能子系统2即开始对蓄电池组21进行充电。在储能子系统2中，双向DC-DC变换器22接在蓄电池组21和储能变流器23之间，采用Buck-Boost电路，能实现双向实时的控制，其采用双闭环控制，直流电压外环控制器的输出为蓄电池组21充放电电流的给定值，电流内环用来控制蓄电池组21电压的大小，通过蓄电池组电压与直流侧电压算出占空比，采用PWM的方法给出DC-DC上下管的控制信号。储能变流器23采用电流源模式工作，控制蓄电池组21的充放电功率，起到双向可控负载的作用，直流侧电压由双向DC-DC变换器22决定，交流侧接在智能配电柜4上。当光伏子系统1的发电量超过最大准入功率值时，控制系统3向储能变流器23发出充电指令，将过多的电量存入蓄电池组21中，从而避免过大的电量上传至公共配电网6中；当光伏子系统1的发电量不足时，控制系统3向储能变流器23发出放电指令，此时蓄电池组21放电供用户交流负载5使用。储能变流器23根据控制系统3发出的指令控制蓄电池组21充放电功率的大小，实现整个系统电量的平衡控制。

具体实施时，智能配电柜4还可配置无线收发模块，实时将系统工作状态通过无线发送到相关人员的手机客户端以便相关管理人员实时了解系统工作状态并接收管理人员的返回的控制指令，根据实时供用电情况增加或减少对公共配电网的供电量。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种带储能的分布式光伏发电系统装置，其特征在于它包括光伏子系统（1）、储能子系统（2）、控制系统（3）和智能配电柜（4），光伏子系统（1）的输出端接智能配电柜（4），智能配电枢（4）在控制系统（3）的控制下将电能送入交流负载（4）、公共配电网（5）或送入储能子系统（2）。

2.根据权利要求1所述的带储能的分布式光伏发电系统装置，其特征在于所述光伏子系统（1）包括光伏阵列（11）、智能汇流箱（12）和光伏变流器（13）组成；所述光伏阵列（11）由光伏组件（111）和支架系统（112）组成，光伏组件（111）安装在支架系统（112）上，光伏阵列（11）输出的电能输入到智能汇流箱（12）中并经光伏变流器（13）变流后输入智能配电柜（4）中。

3.根据权利要求1所述的带储能的分布式光伏发电系统装置，其特征在于所述储能子系统（2）包括蓄电池组（21）、双向DC-DC变换器（22）和储能变流器（23），储能变流器（23）与双向DC-DC变换器（22）及智能配电柜（4）双向连接，双向DC-DC变换器（22）与蓄电池组（21）双向连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的带储能的分布式光伏发电系统装置，其特征在于所述光伏子系统（1）和储能子系统（2）的输出功率之和等于接入公共配电网的最大准入功率，当光伏子系统的发电量超过该最大准入功率时，储能子系统对蓄电池组进行充电。

5.根据权利要求2所述的带储能的分布式光伏发电系统装置，其特征在于所述光伏组件（111）是单晶硅组件、多晶硅组件或非晶硅组件之一。