[实用新型]光伏储能逆变一体化系统

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到光伏发电技术领域，确切的说是涉及到将光伏逆变和储能以一体化的方案来实施，主张将储能技术应用于光伏并网发电系统中，基于应对电网中断或大面积停电等突发事件而提供可行性方案，也是城市电网削峰填谷的调度措施，在满足各种安全约束的条件下使储能逆变方案对于光伏接入电网而言是一种经济性调度。

背景技术

光伏发电的发展和应用势头迅速，传统光伏安装已发展得比较成熟，根据最新数据显示中国近一年来的新增太阳能发电装机容量几乎上千万千瓦。由于光伏电源的输出功率随光照强度和温度等环境因素改变而剧烈变化，在影响电网经济运行的同时，其日益壮大的分布式小额装机容量也使电网不堪重负。光伏发电保证供电的安全性和可靠性变得日趋重要，如果从光伏电站角度考虑，可以通过对并网光伏电站配备储能装置的方式，来解决光伏电站输出不稳定的问题，将储能技术应用于光伏并网发电系统中，为解决光伏发电对电网带来的不良影响提供了可行性方案，同时也提高了用户和电网的经济性，基于过去储能逆变器的应用经验，业界普遍认为储能逆变器将是未来的发展趋势。相反如果不应用储能技术，光伏并网发电系统对电网造成的负面影响将比较大。一方面由于电网支路潮流一般是单向流动的，当光伏电源接入电网后，从根本上改变了系统潮流的模式且潮流变得无法预测，使得电压调整很难维持，甚至导致配电网的电压调整设备出现异常响应，影响系统的供电可靠性。另一方面由于光伏电源的自身输出不稳定性，可调度性受制约，当光伏发电系统并网运行后，系统必须增加相应容量的旋转备用，从而降低了机组利用小时数并牺牲了电网的经济性运行。另外，光伏电价与常规电价存在着差异所以如何在满足各种安全约束的条件下对电网进行经济性调度也并不明确。

光伏储能逆变系统可将光伏发电供给家庭并把多余的电能储存到电池中，当电池满额时再自动输入电网，以方便调配给其他用户使用。这样通过合理分配光伏、电池和电网电能，既可保证家庭用电自给自足，不依赖电网也可最大限度地提高光伏自发自用比例降低电网负担。光伏发电最重要的特点是周期性和波动性。传统逆变器配合太阳能电板将太阳能转化成交流电供家庭使用。但由于一般家庭平均七成用电是在晚间，就形成了白天太阳能发电输入电网，晚上再从电网买电的过程。这种发电和耗电的不均衡需求就需要利用到智能微电网技术，形成既可以和外部电网并网运行，也可以独立运行的系统。智能光伏储能并网系统可以使家庭电力使用低价波谷电能，在为居民节省电费开支的同时，也利用信息采集模块和数据分析终端，实现为客户提供远程监测与控制服务。

在现有技术的光伏发电系统中，在光照辐射强度大的情况下光伏逆变器可以并网发电或离网型给本地负载提供电能，以满足本地负载的用电需求。然而在夜晚或阴雨天气无光照或者光照弱的情况下，光伏逆变器将会因无能量输入而停止工作，无法满足本地负载的用电需求也无法并网发电。为了解决该问题，现阶段通常是在该光伏发电系统的基础上增加储能装置，从而构成光伏逆变储能系统，以延长光伏逆变器的工作时间，提高光伏发电效益。具体的所增加的储能装置包括储能电池以及与该储能电池连接的电压变换器，且该电压变换器与光伏逆变器输入端连接，在实际应用，光伏电池板产生的多余的太阳能将通过该电压变换器转换后，存储到该储能电池中即给储能电池充电过程，当光伏电池供电不足时，该储能电池将通过电压变换器放电，以满足电网或本地负荷的用电需求。但是经过持续的研究会发现，对于现有的光伏逆变储能系统，在负荷突变或光伏电池板阴影等原因造成短时出力骤升骤降等情况下，储能电池将会频繁地进行充放电切换，严重影响了储能电池寿命更重要的是导致并网的电压频繁波动。

另外在现有技术中涉及到逆变器对电池的管理，主要是电池管理系统BMS对电池的参数进行实时监控和执行故障诊断以及SOC估算、短路保护、漏电监测、显示报警和充放电模式选择等，并通过CAN总线与控制器进行信息交互，保障电池高效而且可靠和安全运行。但在光伏发电领域电池管理系统BMS不仅带来成本问题，它对太阳能光伏组件和蓄电池之间的管理并没有现成的管理模式。

实用新型内容