[发明专利]光伏串联补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种光伏串联补偿系统。

背景技术

在太阳能并网发电系统中，如何增加太阳能电池的输出功率，充分利用太阳能，提高整个太阳能并网发电系统的发电效率具有重要的意义。

通过对太阳能电池输出功率特性的研究，发现太阳能电池输出功率与光照强度和环境温度等参数有关，为了使得光伏并网发电系统在最大输出功率点附近工作，目前采用较多的最大功率点跟踪（MPPT），通过改变太阳能电池的输出电压，从而实现太阳能电池最大功率输出。

在中国专利申请公布号CN102723740A中公开了一种光伏逆变器以及控制方法，采用该专利申请中的MPPT控制策略能够快速跟踪变化剧烈的光照环境，提高太阳能电池的输出功率。

在目前的光伏并网发电系统中，假如该光伏并网发电系统的最大功率点（MPP）范围是450伏-1000伏，一方面如果在某个地区或某个时间段的环境变化较大，使得光伏电池的最大功率点在400伏（即低于最大功率点范围的下限值），此时光伏并网发电系统中的逆变器将无法工作，从而不能将光伏电池产生的电能输出至电网中，这部分太阳能只能浪费，导致太阳能的利用效率降低。另一方面当光伏电池的输出电压是450伏时，如果在最大调制度下逆变器的输出端的交流电的线电压有效值为，大约为180伏，为了给电网稳定提供500kW的输出功率，此时交流相电流有效值将达到910安，因此必须选择承受电流在910安以上的半导体开关管，这极大地浪费了开关管的电流选择容量。同时，光伏板开路电压的限制，又使得半导体开关管的电压必须达到光伏板的最高的电压，假设最大功率点范围为450V-1000V，则开关器件电压应不小于1000V，但实际器件选择为标称1700V。极大地浪费了开关管的电压选择容量。因此目前并没有从根本上解决太阳能电池的输出效率和利用率等问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明旨在提供一种光伏串联补偿系统，包括：

直流母线，包括正极端子和负极端子，所述正极端子和负极端子用于和光伏发电装置的输出端电连接；

电容，所述电容电连接在所述正极端子和负极端子之间；

逆变器，所述逆变器的输入端电连接至所述正极端子和负极端子之间；

变压器，所述变压器具有一次侧和二次侧，所述变压器的一次侧的一端与所述逆变器的输出端电连接；

滤波器，所述滤波器具有与所述变压器的一次侧和所述逆变器的输出端形成续流回路的输入端和并联在电网上的输出端；

交流储能系统，所述交流储能系统包括储能装置和储能变换装置，所述储能装置通过所述储能变换装置连接在所述变压器的二次侧；

储能控制装置，所述储能控制装置用于检测所述直流母线上的电压和电流，当所述直流母线上的电压高于预定的上限值时，所述储能控制装置根据所述直流母线上的电压和电流控制所述储能变换装置对所述储能装置充电，从而为所述逆变器的输出电压提供动态补偿电压，使得所述光伏发电装置在最大功率点工作，当所述直流母线上的电压低于预定的下限值时，所述储能控制装置根据所述直流母线上的电压和电流控制所述储能变换装置对所述储能装置放电，从而为所述逆变器的输出电压提供动态补偿电压，使得所述光伏发电装置在最大功率点工作。

本发明的光伏串联补偿系统提高了光伏发电装置的最大功率点范围，理论上使得光伏发电装置的最大功率点范围从大于零到光伏发电装置的开路电压。具有网压补偿解决了低电压穿越能力问题，同时具有储能功能。提高了太阳能的利用率。

优选的，所述储能控制装置控制所述逆变器在效率最高的调制度范围内工作。能够提高逆变器中半导体开关器件的利用率。

优选的，当所述直流母线上的电压高于预定的上限值时，所述储能控制装置控制所述逆变器在所述效率最高的调制度范围内的第一调制度下工作；以及当所述直流母线上的电压低于预定的下限值时，所述储能控制装置控制所述逆变器在所述效率最高的调制度范围内的第二调制度下工作，所述第一调制度和所述第二调制度不相等。更优选的，所述第一调制度为效率最高的调制度范围内的下限值，所述第二调制度为效率最高的调制度范围内的上限值。逆变器在效率最高的调制度范围内的上限值或下限值工作，能够有效的减小动态补偿电压值，减小逆变器中半导体开关器件的损耗。