[发明专利]一种模块化分布式光伏发电储能输出拓扑系统

说明书

一种模块化分布式光伏发电储能输出拓扑系统，包括N个组串、输出电容CO和负载，其中，N个所述组串和所述输出电容CO互相并联连接且均与所述负载串联连接，所述组串包括互相串联连接的滤波电感和M个子模块。本发明提供的一种模块化分布式光伏发电储能输出拓扑系统采用分布式光伏供能和分布式储能结合的方式，不仅能够实现光伏容量的最大化利用，还将光伏控制单元、储能单元和功率输出单元进行解耦，使系统具有更稳定、灵活的优势，更适用于对系统容量利用率、运行寿命和模块化程度有较高要求的场合。

技术领域

本发明属于分布式光伏储能技术领域，具体涉及一种模块化分布式光伏发电储能输出拓扑系统。

背景技术

分布式光伏发电是未来电网重要的电力来源。与传统化石能源相比，分布式光伏能源具有资源供应丰富、无污染、分布广泛、运行方便灵活和使用高效安全等优势，具有极广阔的应用前景。

在分布式光伏储能系统中，为使光伏能源输出更高的电压等级并让系统具备模块化程度高和扩展性好的特点，通常会采用模块化级联的方式将多个光伏模块的电压串联接入母线，同时一定容量的储能电池采用自适应充放电的方式接入母线以维持母线电压恒定，并与光伏模块一起为负载供电。

为简化系统结构，分布式光伏储能系统的储能电池通常以大规模成组的方式结合统一的充放电变流器接入母线。但大规模储能电池在同时充放电时易出现单体电池过充、过放现象，不仅影响电池使用寿命，也会影响电池的整体利用率，因此，该分布式光伏储能结构难以应用在需要系统容量利用率高和运行寿命长的场合。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种模块化分布式光伏发电储能输出拓扑系统，包括N个组串、输出电容CO和负载，其中，N个所述组串和所述输出电容CO互相并联连接且均与所述负载串联连接，所述组串包括互相串联连接的滤波电感和M个子模块。

优选地，所述子模块包括光伏控制单元、功率输出单元和储能单元，其中，所述储能单元分别与所述光伏控制单元和所述功率输出单元连接，所述光伏控制单元用于对自身输出能量进行最大功率点跟踪，并将自身输出能量传递至所述储能单元和所述功率输出单元，所述功率输出单元用于将所述储能单元和所述光伏控制单元的能量按照预设电压和/或电流输出。

优选地，所述光伏控制单元包括开关管T11、开关管T12、二极管D11、二极管D12、输入滤波电容C1、输出滤波电容C2、输入滤波电感L1和光伏电池，其中，所述开关管T11与所述二极管D11反向并联，所述开关管T12与所述二极管D12反向并联，所述开关管T11与所述开关管T12正向串联后与所述输出滤波电容C2并联，所述输入滤波电感L1的第一端与所述开关管T11和所述开关管T12的连接点连接而第二端与所述光伏电池正极连接，所述输入滤波电容C1与所述光伏电池并联，所述光伏电池负极与所述开关管T12的源极连接。

优选地，所述开关管T11和所述开关管T12均为全控型半导体开关管。

优选地，所述功率输出单元包括开关管T21、开关管T22、二极管D21、二极管D22和输入滤波电容C3，其中，所述开关管T21与所述二极管D21反向并联，所述开关管T22与所述二极管D22反向并联，所述开关管T21与所述开关管T22正向串联后与所述输入滤波电容C3并联，输出端A与所述开关管T21和所述开关管T22的连接点连接，输出端B与所述开关管T22的源极连接。

优选地，所述开关管T21和所述开关管T22均为全控型半导体开关管。

优选地，所述储能单元的正极分别与所述光伏控制单元中开关管T11的漏极和所述功率输出单元中开关管T21的漏极连接，所述储能单元的负极分别与所述光伏控制单元中开关管T12的源极和所述功率输出单元中T22的源极连接。

优选地，同一所述组串中各所述子模块的输出电压和所述负载的直流母线电压满足：