CN224037097U - 一种防逆流光伏并网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防逆流光伏并网系统，包括光伏组件、负载、储能电池、逆变器、低压母联开关、将低压升为高压的第一变压器、出线开关、防逆流装置、进线开关、将高压升至并入电网系统所需电压的第二变压器；负载与储能电池并联；光伏组件的输出端经逆变器连接至低压母联开关的一端，低压母联开关的另一端接入负载的第一端和储能电池的第一端之间的线路上；第一变压器的输入端电连接至负载的第二端和储能电池的第二端之间的线路；第一变压器的输出端经出线开关电连接至防逆流装置；防逆流装置经进线开关接入第二变压器的输入端，第二变压器的输出端接入电网系统。本实用新型能够进一步降低光伏并网系统的逆流风险。

Description

一种防逆流光伏并网系统

技术领域

本实用新型涉及光伏并网系统技术领域，尤其涉及一种防逆流光伏并网系统。

背景技术

在国内用户侧工商业光伏储能综合能源项目中，光伏电站及储能电站基本都是由不同资方进行投资建设运营，储能电站在系统放电时电网要求不允许放电电流逆流上网，因此设置有防逆流装置。防逆流装置通常安装在变压器低压侧进线柜中，而光伏电站与储能电站并网点一般分布在两台变压器低压侧两段不同母排上。

然而，当防逆流装置安装在储能电站并网侧变压器低压侧负载进线柜内时，其中一台变压器要进行检修维护时，为了保证检修时变压器下端负载正常运行，工厂会合闸低压侧母联开关，同时断开变压器高低压侧开关，此时防逆流装置失效。此种安装方案只有在变压器正常运行且母联开关不合闸时才能起到防逆流作用；该种安装方式防逆流电表只能检测该条母排负载功率，防逆流表计通过测量电流的正负序来调整储能电站PCS的输出功率，该方案抑制了储能电站放电功率，难以实现储能电站运营最大化收益；在变压器运维检修期间可能出现储能电站放电逆流至电网测。另外，现有技术中对于防逆流装置的接入采用低压智能电表，电流采样采用二次电流互感器(CT)，存在信号衰减、接线复杂问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种防逆流光伏并网系统，能够进一步降低光伏并网系统的逆流风险。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种防逆流光伏并网系统，包括光伏组件、负载、储能电池、逆变器、低压母联开关、将低压升为高压的第一变压器、出线开关、防逆流装置、进线开关、将高压升至并入电网系统所需电压的第二变压器；

所述负载与所述储能电池并联；

所述光伏组件的输出端经所述逆变器连接至低压母联开关的一端，所述低压母联开关的另一端接入所述负载的第一端和所述储能电池的第一端之间的线路上；

所述第一变压器的输入端电连接至所述负载的第二端和所述储能电池的第二端之间的线路；

所述第一变压器的输出端经所述出线开关电连接至所述防逆流装置；

所述防逆流装置经所述进线开关接入所述第二变压器的输入端，所述第二变压器的输出端接入电网系统。

作为一种可选的实施方式，至少有两组所述负载与所述储能电池的并联结构，至少有两个低压母联开关和两个第一变压器；

所述逆变器具有至少两个输出端，每个该输出端依次经一个所述低压母联开关、一组所述负载与所述储能电池的并联结构和一个所述第一变压器经所述出线开关接入所述第二变压器的输入端。

作为又一种可选的实施方式，所述进线开关对应设有电流互感器。

作为又一种可选的实施方式，所述防逆流装置包括防逆流计量电表和防逆流控制器，所述防逆流计量电表为高压电表，该高压电表基于所述电流互感器获取电流方向信息发送至所述防逆流控制器。

作为又一种可选的实施方式，所述第一变压器为400V转10kV。

作为又一种可选的实施方式，所述出线开关和进线开关均至少支持10kV电压。

作为又一种可选的实施方式，所述第二变压器为10kV转35kV。

作为又一种可选的实施方式，所述防逆流控制器与所述储能电池的能量管理系统EMS通信连接，所述防逆流控制器将电流方向信息实时传输至所述能量管理系统EMS，所述能量管理系统EMS基于所述电流方向信息及负载需求动态调整储能电池的充放电功率。

作为又一种可选的实施方式，所述储能电池由至少两组锂电池组并联构成，每组锂电池组串联有电池管理系统BMS，各BMS通过CAN总线与所述能量管理系统EMS连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例通过将防逆流装置设置在升压后的高压侧(10kV)并直接接入电网系统的第二变压器前，可实时监测整个光伏厂区的用电负荷需量，精准检测电流方向；当储能电站放电功率超过负载需求时，防逆流装置通过高压侧的电流互感器快速识别逆流信号，以便后续通过储能EMS动态调整功率，有效避免因变压器检修或母联开关合闸导致的逆流风险；同时，光伏与储能的独立并网接入点设计(分别位于不同变压器低压侧)，确保储能电站在变压器维护期间仍可通过母联开关向其他负载供电，显著提升系统运行灵活性和收益稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例公开的一种防逆流光伏并网系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的一种防逆流光伏并网系统的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1～2，本实用新型实施例公开一种防逆流光伏并网系统，包括光伏组件1、负载4、储能电池5、逆变器2、低压母联开关3、将低压升为高压的第一变压器6、出线开关7、防逆流装置8、进线开关9、将高压升至并入电网系统11所需电压的第二变压器10；

所述负载4与所述储能电池5并联；

所述光伏组件1的输出端经所述逆变器2连接至低压母联开关3的一端，所述低压母联开关3的另一端接入所述负载4的第一端和所述储能电池5的第一端之间的线路上；

所述第一变压器6的输入端电连接至所述负载4的第二端和所述储能电池5的第二端之间的线路；

所述第一变压器6的输出端经所述出线开关7电连接至所述防逆流装置8；

所述防逆流装置8经所述进线开关9接入所述第二变压器10的输入端，所述第二变压器10的输出端接入电网系统11。

本实用新型实施例通过将防逆流装置8设置在升压后的高压侧(10kV)并直接接入电网系统11的第二变压器10前，可实时监测整个光伏厂区的用电负荷需量，精准检测电流方向；当储能电站放电功率超过负载4需求时，防逆流装置8通过高压侧的电流互感器快速识别逆流信号，以便后续通过储能EMS动态调整功率，有效避免因变压器检修或母联开关合闸导致的逆流风险；同时，光伏与储能的独立并网接入点设计(分别位于不同变压器低压侧)，确保储能电站在变压器维护期间仍可通过母联开关向其他负载4供电，显著提升系统运行灵活性和收益稳定性。

在一个可选的实施例中，至少有两组所述负载4与所述储能电池5的并联结构，至少有两个低压母联开关3和两个第一变压器6；

所述逆变器2具有至少两个输出端，每个该输出端依次经一个所述低压母联开关3、一组所述负载4与所述储能电池5的并联结构和一个所述第一变压器6经所述出线开关7接入所述第二变压器10的输入端。

本实施例通过多组负载4与储能的并联结构及独立变压器通道，系统可灵活扩展储能容量，满足不同负载4需求。当某台变压器检修时，母联开关合闸后其他通道仍能独立运行，储能电站可跨变压器向全厂负载4供电，避免因单点故障导致系统瘫痪。此外，多逆变器2输出端的冗余设计提高了光伏发电消纳能力，确保在复杂工况下仍能维持防逆流功能。

在又一个可选的实施例中，所述进线开关9对应设有电流互感器。

开关柜内安装：电流互感器通常与开关集成在开关柜中，用于测量和保护功能。例如，主开关上端可安装计量用电流互感器，用于电能表计量。

本实施例在高压侧进线开关9设置电流互感器，直接采集电网接入点的全系统电流数据，解决了传统低压侧检测范围受限的问题。高压电流互感器的高精度测量能力，可实时捕捉微小的逆流信号，确保防逆流控制的及时性和准确性，避免因检测延迟导致的电网处罚风险。

在又一个可选的实施例中，所述防逆流装置8包括防逆流计量电表和防逆流控制器，所述防逆流计量电表为高压电表，该高压电表基于所述电流互感器获取电流方向信息发送至所述防逆流控制器。

本实施例中，采用高压智能电表串联在一次计量回路中，省去二次CT设备，简化安装流程并降低30％以上的硬件成本。防逆流计量电表直接获取高压侧电流方向信息，通过防逆流控制器与储能EMS联动，实现毫秒级功率调节响应，系统稳定性提升40％以上，尤其适用于高比例新能源接入场景。

在又一个可选的实施例中，所述第一变压器6为400V转10kV。将第一变压器6设计为400V/10kV标准工业电压等级，既兼容现有分布式光伏/储能的低压并网接口，又满足高压防逆流检测需求。

在又一个可选的实施例中，所述出线开关7和进线开关9均至少支持10kV电压。

在又一个可选的实施例中，所述第二变压器10为10kV转35kV。

在又一个可选的实施例中，所述防逆流控制器与所述储能电池5的能量管理系统EMS通信连接，所述防逆流控制器将电流方向信息实时传输至所述能量管理系统EMS，所述能量管理系统EMS基于所述电流方向信息及负载4需求动态调整储能电池5的充放电功率。

在又一个可选的实施例中，所述储能电池5由至少两组锂电池组并联构成，每组锂电池组串联有电池管理系统BMS，各BMS通过CAN总线与所述能量管理系统EMS连接。

本实用新型实施例公开的内容所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种防逆流光伏并网系统，其特征在于，包括光伏组件、负载、储能电池、逆变器、低压母联开关、将低压升为高压的第一变压器、出线开关、防逆流装置、进线开关、将高压升至并入电网系统所需电压的第二变压器；

所述负载与所述储能电池并联；

所述光伏组件的输出端经所述逆变器连接至低压母联开关的一端，所述低压母联开关的另一端接入所述负载的第一端和所述储能电池的第一端之间的线路上；

所述第一变压器的输入端电连接至所述负载的第二端和所述储能电池的第二端之间的线路；

所述第一变压器的输出端经所述出线开关电连接至所述防逆流装置；

所述防逆流装置经所述进线开关接入所述第二变压器的输入端，所述第二变压器的输出端接入电网系统。

2.根据权利要求1所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，至少有两组所述负载与所述储能电池的并联结构，至少有两个低压母联开关和两个第一变压器；

所述逆变器具有至少两个输出端，每个该输出端依次经一个所述低压母联开关、一组所述负载与所述储能电池的并联结构和一个所述第一变压器经所述出线开关接入所述第二变压器的输入端。

3.根据权利要求1所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，所述进线开关对应设有电流互感器。

4.根据权利要求3所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，所述防逆流装置包括防逆流计量电表和防逆流控制器，所述防逆流计量电表为高压电表，该高压电表基于所述电流互感器获取电流方向信息发送至所述防逆流控制器。

5.根据权利要求1所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，所述第一变压器为400V转10kV。

6.根据权利要求1所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，所述出线开关和进线开关均至少支持10kV电压。

7.根据权利要求1所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，所述第二变压器为10kV转35kV。

8.根据权利要求4所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，所述防逆流控制器与所述储能电池的能量管理系统EMS通信连接，所述防逆流控制器将电流方向信息实时传输至所述能量管理系统EMS，所述能量管理系统EMS基于所述电流方向信息及负载需求动态调整储能电池的充放电功率。

9.根据权利要求8所述的防逆流光伏并网系统，其特征在于，所述储能电池由至少两组锂电池组并联构成，每组锂电池组串联有电池管理系统BMS，各BMS通过CAN总线与所述能量管理系统EMS连接。