[实用新型]一种光伏电站用直流侧分布式储能系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏电站技术领域，特别涉及一种光伏电站用直流侧分布式储能系统。

背景技术

近年来，人类对化石能源的过度利用，已经导致环境污染和气候变暖等问题，必须对能源结构进行调整，降低对化石燃料的依赖，并提高太阳能等可再生能源在现有能源结构中的地位和作用。由于光伏发电受外部太阳辐射变化影响较大，发电过程具有随机波动性和间歇性，这会给电网造成不可忽视的冲击和影响；同时，由于社会用电负荷降低及部分地区电站上网不便，电网往往会对光伏电站并网调度进行限制，使得光伏电站在一定程度上进行弃光。解决上述两个问题的一个方法就是为光伏电站配备足够量的蓄电池储能系统。然而，目前大容量、集中式交流侧蓄电池储能系统在其升、降电压和双向逆变充放电过程中能量损耗大，储能系统投资较高，这提高了电站的建设成本，成为阻碍光伏电站技术推广的障碍之一。因此，直流侧光伏储能方案成为一种新的研究方向。传统的直流侧光伏储能技术需与光伏逆变器耦合，只能与专门厂家的逆变器配套，且直流变换器(DC‐DC)与逆变器需要通讯；而且逆变器最大功率跟踪过程需要对PV端口电压进行扰动实现光伏组件的最大功率输出，储能系统的直流侧接入容易导致逆变器最大功率跟踪的偏差，又成为阻碍光伏电站技术推广的一个障碍。

实用新型内容

为了在一定程度上解决上述技术问题，本实用新型提供了一种光伏电站用直流侧分布式储能系统及其运行方法，可降低现有光伏电站电储能过程中的能量损失，减少光能浪费，提高电站运营的安全性；该系统普遍适用各种型号的集中式逆变器，不受逆变器的限制，无需与逆变器进行交互和通讯，实现即插即用的模式；该系统可以实现双扰动源的交互与分时独立控制，保证光伏组件最大功率输出不受影响的同时，保证储能系统进行高效的功率输出。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种光伏电站用直流侧分布式储能系统，包括光伏电池板系统1，光伏电池板系统1由按需设置的若干个光伏电池板子系统组成，各光伏电池板子系统工作过程相互独立；DC‐DC控制器及储能电池系统2，DC‐DC控制器及储能电池系统2是由与光伏电池板子系统相同数量的DC‐DC控制器子系统和储能电池子系统配对组成，每组DC‐DC控制器子系统和储能电池子系统互相连接，且与对应的光伏电池板子系统直流电主线相连；分布式储能电站总控系统3，分布式储能电站总控系统3是由与光伏电池板子系统相同数量的分布式储能电站控制子系统组成，分布式储能电站控制子系统与对应的DC‐DC控制器子系统相连；光伏逆变器系统4，光伏逆变器系统4由与光伏电池板子系统相同数量的光伏逆变器子系统组成，各光伏逆变器子系统与对应的光伏电池板子系统直流电主线相连，并同时与对应的分布式储能电站控制子系统相连；升压变压器系统5，升压变压器系统5是由与光伏电池板子系统相同数量的升压变压器子系统组成，各升压变压器子系统与对应的光伏逆变器子系统出口的交流电主线相连，各升压变压器子系统出口的高压交流电汇集后与电网系统6相连。

所述光伏电池板系统1、DC‐DC控制器及储能电池系统2、分布式储能电站总控系统3、光伏逆变器系统4和升压变压器系统5中各子系统按照编号一一对应，形成光伏电站直流侧分布式储能系统的一个子单元，各子单元出口的交流电，即各升压变压器子系统出口的交流电汇集后输送给电网系统6。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型系统采用直流侧储能设计，有效降低电站运行过程中直流‐交流电之间的双向转换次数和能量损失，提高光伏电站实际发电效率。

2)本实用新型系统采用分布式储能设计，有效提高电站储能过程的安全性，分散电站储能过程安全运行风险。

3)本实用新型系统采用分布式储能设计，将单个储能电池容量减小，可减少储能系统的成本，降低光伏电站发电成本，提高电站收益率。

4)本实用新型系统中普遍适用各种型号的集中式逆变器，不受逆变器的限制，无需与逆变器进行交互和通讯，实现即插即用的模式。

5)本实用新型系统可以实现双扰动源的交互与分时独立控制，保证光伏组件最大功率输出不受影响的同时，保证储能系统进行高效的功率输出。

附图说明

图1是本实用新型系统框架示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。下述内容不是对本实用新型保护范围的限制，任何在本实用新型基础上做出的改进和变化都在本实用新型的保护范围之内。