CN205509518U - 应用于可再生能源并离网系统的储能结构 - Google Patents

应用于可再生能源并离网系统的储能结构 Download PDF

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蔡子海
李建飞
刘德龙
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Abstract

本实用新型提供了一种应用于可再生能源并离网系统的储能结构，其中，可再生能源的发电电源连接逆变器的输入端，所述逆变器的输出端通过并网变压器连接至电网，逆变器的输出端还通过双向变换器连接储能电池组。所述逆变器和双向变换器采用相同的功率控制模块，由用户根据需要配置为逆变器或者双向变换器。其优点是：该混合储能方案采用模块化结构方案，可在单一机型中实现，即，该方案中逆变器和双向变换器采用相同的功率控制模块，仅仅通过软件配置则可自由分配为双向变换器或逆变器，方案灵活，成本低廉，可根据实际需要匹配不同的储能并网容量需求。该系统可以直接接入现有的光伏电站并网侧，将储能功能平滑切入现有光伏电站，降低投资成本。

Description

应用于可再生能源并离网系统的储能结构
技术领域
本实用新型涉及一种混合储能系统结构，具体是一种应用于可再生能源并离网系统的储能结构。
背景技术
近几年，我国可再生能源发展迅猛，尤其是太阳能、风能等新型能源已经成为我国能源结构中的重要组成部分。但是，风能、太阳能等新型能源普遍存在着输出电能变化大、不稳定和不可预测的问题，如何有效解决这些弊端，进一步开发利用可再生能源逐渐成为我国发展可再生能源面临的重要课题。针对上述问题，储能系统研究逐渐成为业界近年来研究最多的热点课题，利用储能系统不仅能够提高间歇性能源并网发电能力，而且在电力系统的发电、输电、配电和用电环节中都能发挥积极的作用，可以完成电网的削峰填谷、过负荷冲击调节、频率调节及提高电能质量，达到电网安全性的目的。物理储能(抽水储能、压缩空气储能等)、超导电磁储能和电化学储能(锂电池、钠硫电池、铅酸电池、液流钒电池等)等都是目前正处在产品化或产品化的过程中的新型储能系统方案。其中，电化学储能依靠其技术相对成熟、灵活性好，相对成本较低等特点成为风能、太阳能等分布式新能源储能技术的首选。
目前,化学储能成本还很高，技术相对还不是非常成熟，还不能在我国的绝大部分的太阳能、风能发电领域规模化使用。但是，随着该储能技术的快速发展，在风能、太阳能变换系统中加入储能功能终将逐渐得到广泛应用。
现有的储能系统采用的能源变换结构如图1所示，光伏电池板组件一方面通过双向DC/DC变换器连接储能电池组，另一方面通过双向逆变器连接并网变压器，再连接到电网。此方案需要单独的双向DC/DC变换器和双向逆变器，技术方案复杂；电池发电采用两级变换，变换效率低；也不能在现有的并网太阳能逆变器电站中平滑切入储能。
发明内容
本实用新型旨在提供一种新型的模块化混合储能系统架构，既能满足目前太阳能、风能等新型能源发电站的并离网发电需求，又能具备储能功能，解决风能、太阳能等新型能源普遍存在着输出电能变化大、不稳定和不可预测的问题。
所述应用于可再生能源并离网系统的储能结构中，可再生能源的发电电源连接逆变器的输入端，所述逆变器的输出端通过并网变压器连接至电网，逆变器的输出端还通过双向变换器连接储能电池组。
所述逆变器和双向变换器采用相同的功率控制模块，由用户根据需要配置为逆变器或者双向变换器。
本实用新型的优点是：
该混合储能方案采用模块化结构方案，可在单一机型中实现，即，该方案中逆变器和双向变换器采用相同的功率控制模块，仅仅通过软件配置则可自由分配为双向变换器或逆变器，方案灵活，成本低廉，可根据实际需要匹配不同的储能并网容量需求。
该系统可以直接接入现有的光伏电站并网侧，将储能功能平滑切入现有光伏电站，降低投资成本。
附图说明
图1是现有的储能系统的能源变换结构。
图2是本实用新型的储能结构框图。
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说明。
本方案拟采用逆变器加双向变换器的新能源储能架构，形成新的模块化混合储能新架构，该方案也可用在未来需要加入储能功能的新能源电站场合，平滑切入储能功能，实现减少重复建设，降低投资成本的目的。
如图2所示，本实用新型的结构为：可再生能源的发电电源（如光伏电池板组件）连接逆变器的输入端，所述逆变器的输出端通过并网变压器连接至电网，逆变器的输出端还通过双向变换器连接储能电池组。所述逆变器可实现可再生能源发电组件的并网发电功能，双向变换器可实现储能电池组的充放电功能。以光伏能源为例，系统的工作方式如下：
1、光伏发电模式：光伏电池板组件通过逆变器并网发电，同时双向变换器处于充电工作模式给储能电池组充电。
2、储能放电模式：逆变器不工作，双向变换器处于放电模式，储能电池组通过双向变换器向电网放电。
3、混合放电模式：光伏电池板组件通过逆变器并网发电，同时双向变换器也处于放电工作模式，光伏电池板组件和储能电池组同时为电网提供能量。
本方案中逆变器和双向变换器采用相同的功率控制模块，可根据客户需要配置为逆变器或者双向变换器。采用该方案可以使功率控制模块归一化，降低备货种类，提高交货速度，降低生产库存成本。同时，采用该方案也可以灵活配置逆变器和双向变换器的数量，适用不同的客户需求。
图2虚线框中所述储能电池组及双向变换器部分也可作为独立设备在后期加入。
本方案采用模块化设计，各模块可自由分配为逆变器或双向变换器，可实现混合储能或者单纯储能功能。实现非储能的能源并离网系统向带储能的新型能源并离网系统平滑切换，降低投资成本，避免重复建设。
本方案的光伏电池板组件，也可以是风能或者其他的可再生能源发电组件。
本方案可以使用在并网系统中，也可以离网孤岛运行。
在该混合储能方案中，也可通过软件配置各功率控制模块均为双向变换器，与储能电池组连接，系统则可作为单纯的储能变换器使用。

Claims (2)

1.应用于可再生能源并离网系统的储能结构，其特征是：可再生能源的发电电源连接逆变器的输入端，所述逆变器的输出端通过并网变压器连接至电网，逆变器的输出端还通过双向变换器连接储能电池组。
2.如权利要求1所述的应用于可再生能源并离网系统的储能结构，其特征是，所述逆变器和双向变换器采用相同的功率控制模块，由用户配置为逆变器或者双向变换器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112242708A (zh) * 2020-09-21 2021-01-19 国网河南省电力公司洛阳供电公司 一种新能源场站储能配置及控制策略
CN114337309A (zh) * 2022-03-04 2022-04-12 广州疆海科技有限公司 一种双向储能变换器及其双向控制方法

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