[实用新型]带超级电容的分布式光伏储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带超级电容的分布式光伏储能系统。

背景技术

目前，在我国比较偏远的山区和大部分农村地区，架设输电线路的成本较高，而且即使架设了输电线路，运行成本和电网可靠性往往不尽如人意，难免出现短时停电，然而提高可靠性需要的成本过高。如果利用太阳能发电构建分布式光伏储能系统，将太阳能通过超级电容器转化为电能存入储能电池，待需要时再将电能供入电网是非常经济的，而且不会对环境产生任何破坏；并且在负荷集中区域建立分布式光伏储能系统，在电力正常供应时通过超级电容器及储能系统将电力储存起来，而在停电或电力供应不足时由储能系统回馈给电网，保证电网均衡供电；同时，分布式光伏储能系统还可以改善电能质量，取代目前使用的UPS，提高重要负载设备如通信设备、计算机和医疗设备等的供电可靠性。但现有的分布式光伏储能系统，其太阳能电池板的发电功率与太阳光强度有关，而与用于储能的化学电池需要的功率无关，从而导致辐照度太高时能量浪费，辐照度太低时无法对化学电池进行充电的现象，而且现有光伏系统受环境和用电负荷的影响，电压波动极大，无法稳定工作。

实用新型内容

为了克服现有技术下的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种带超级电容的分布式光伏储能系统，通过合理的结构设计解决了现有技术下的光伏储能系统的缺陷，可以在辐照度高时储存电能并向电网送电，辐照度低时收集电能，当电能收集到一定程度时向储能模块充电，光能利用率更高，更加安全稳定。

本实用新型的技术方案是：一种带超级电容的分布式光伏储能系统，包括太阳能电池板，所述太阳能电池板连接有第一开关，所述第一开关分别于第一通路和第二通路相连接，所述第一通路直接连接光伏逆变器，所述第二通路通过依次设置的超级电容和储能模块连接所述光伏逆变器，所述超级电容与所述储能模块之间设有第二开关，所述储能模块与所述光伏逆变器之间设有第三开关,所述光伏逆变器接入电网。

优选的，所述带超级电容的分布式光伏储能系统还设有用于切换工作状态的控制系统，所述控制系统包括用于测试所述太阳能电池板侧电压电流的第一开关控制器、用于测试所述超级电容侧电压电流的第二开关控制器和用于测试所述化学电池侧电压电流的第三开关控制器。

优选的，所述第一开关控制器连接所述第一开关，所述第二开关控制器连接所述第二开关，所述第三开关控制器连接所述第三开关，各开关控制器均能控制对应开关的开合。

优选的，所述第一开关控制器、第二开关控制器和第三开关控制器通过485总线相互连接。

优选的，所述储能模块包括相互连接的蓄电池充电控制器和储能单元，所述蓄电池充电控制器连接所述第二开关，所述储能单元连接所述第三开关。

优选的，所述储能单元包括若干化学电池，不同化学电池相互串联和/或并联。

优选的，所述化学电池为铅酸电池。

优选的，所述太阳能电池板设有温度传感器，所述温度传感器连接所述第三开关控制器。

优选的，所述带超级电容的分布式光伏储能系统还设有继电器及保护装置。

优选的，所述控制系统设有人机交互界面。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过设置储能模块和相应控制器，使得储能模块能在用电负荷较小和电价较低时段将光伏电站发出的多余电量储存起来，并在用电负荷较大和电价较高时段释放电能，不仅能够缓冲负荷波动、稳定电网电压，还能削峰填谷，提高经济效益。

本实用新型通过各控制器的控制作用，可以根据光能辐照度的大小等相关参数选择系统的工作模式，使得在光能辐照度过低时，系统通过储能模块中的储能单元向电网供电，从而保证光伏逆变器在一定程度上保持额定工作状态，避免了光伏逆变器在非额定工作状态下的低效率工作，提高了系统的转换效率。

本实用新型在太阳能电池板和储能模块之间设置了超级电容，使太阳能电池板先向超级电容充电，储存一定电量后再由超级电容向储能模块充电，采用超级电容作为中转，起到能量缓冲的作用，不仅能够协助控制系统中的谐波分量，还可以调节系统中的电压波动，减小因系统保护导致的发电量减少；而且只有当超级电容的储电量足够后才向储能模块中的化学电池进行充电，避免了波动电压的不完整充电，极大的提高了化学电池的充放电效率，使储能的经济性更加明显。

本实用新型中，通过超级电容和储能模块的协同作用，在电力系统因故障或扰动引起并网电压跌落时，系统能够完成比一般系统更加长时间的低电压穿越，从而保证了整个系统的安全稳定。