CN102097975A - 互补式太阳能发电*** - Google Patents

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李晟
王北宁
肖慧明
王卫
易昂
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Zhuhai Singyes Renewable Energy Technology Co Ltd
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Abstract

一种互补式太阳能发电***，应用于新能源开发和利用。目前太阳能发电技术应用只有并网发电和离网发电两种形式，并网式发电***无法解决公共电网停电问题，离网式发电***储能成本较高。互补式太阳能发电***通过智能配电装置控制内部交流母线上电能流动方向，太阳电池向***提供电能，公共电网可以向***提供电能或接收***多余电能，在公共电网停电时，储能设备可以保证关键负载运行。在无公共电网地区，可启动柴油发电机为用户负载补充电能。附图中，(1)是公共电网或柴油发电机，(2)是智能配电装置，(3)是太阳电池，(4)是并网逆变器，(5)是内部交流母线，(6)是用户负载，(7)是双向逆变器，(8)是储能设备。

Description

互补式太阳能发电***
所属技术领域
本发明涉及太阳能发电***并网与储能技术，属于新能源开发和利用领域。 
背景技术
目前太阳能发电技术应用只有并网式太阳能发电***和离网式太阳能发电***两种形式。并网式太阳能发电***主要是依附于公共电网的一种发电方式，由于并网逆变器都属于电流源型逆变器，并网式太阳能发电***无法解决公共电网停电问题；离网式太阳能发电***中，储能设备对离网发电***产生的电能起着储存与调节作用，但成本较高，限制了离网式太阳能发电***应用。 
发明内容
为了解决并网式太阳能发电***的停电问题，以及离网式太阳能发电***的储能问题，本发明提供了一种能有效发挥并网发电***与离网发电***各自优势的互补式太阳能发电***。互补式太阳能发电***利用太阳电池向储能***充电或者通过并网***向公共电网输电，当太阳能发电***的发电量大于负载的用电量时，多余的电量可以输到公共电网中，不需要大容量的储能设备，在公共电网短暂停电的情况下，互补式太阳能发电***可以像UPS电源一样独立运行来保证关键负载运行。在电网不发达地区，柴油发电机与互补式太阳能发电***组成了稳定的电力孤网，保证了用户用电安全。本发明解决其技术问题所采用的技术 方案是： 
互补式太阳能发电***包括太阳电池、并网逆变器、内部交流母线、储能设备、双向逆变器、储能设备、智能配电装置，公共电网(有公共电网地区)与柴油发电机(无公共电网地区)构成***的后备电源。所述太阳电池接至并网逆变器输入端，所述并网逆变器输出端接至内部交流母线；所述内部交流母线是连接智能配电装置与用户负载端的交流电力线路，并网逆变器输出端也接在内部交流母线上；所述双向逆变器连接智能配电装置与储能设备，实现能量在内部交流母线与储能设备之间双向流动；所述储能设备通过双向逆变器接至内部交流母线；所述智能配电装置连接双向逆变器、公共电网、柴油发电机和内部交流母线。 
智能配电装置作为***核心控制单元，当储能设备的能量储存量很少，且并入内部交流母线的太阳能电池板产生的能量不能满足用户负载时，可控制连接公共电网或启动柴油发电机为内部交流母线提供能量，还可通过双向逆变器控制对储能设备充放电的电流大小来调节柴油发电装置的负载，使柴油发电装置工作在最佳效率点上；当储能设备的能量储存量很少，但并入内部交流母线的太阳电池发电量大于用户负载消耗时，可将多余的能量通过双向逆变器存入储能设备中；当储能设备能量充足，或并入内部交流母线的太阳能发电***产生的能量大于用户负载消耗时，可将太阳电池的发电量直接并入公共电网；当储能设备能量充足，但并入用内部交流母线的太阳电池的发电量不能满足用户负载时，可通过双向逆变器由储能设备来补充内部交流母线上的能量缺口；当并入内部交流母线的太阳电池的发电量不能满足用户负载，并且公共电网断开或柴油发电机不能正常工作时，可利用储能设备所储存的能量来保证关键负载的正常运行。 
附图说明
附图是互补式太阳能发电***原理图，下面结合附图对本***进一步说明： 
如图中，(1)是公共电网(有公共电网地区)或柴油发电机(无公共电网地区)，(2)是智能配电装置，(3)是太阳电池，(4)是并网逆变器，(5)是内部交流母线，(6)是用户负载，(7)是双向逆变器，(8)是储能设备。 
太阳能发电***是由多组太阳电池(3)和并网逆变器(4)组成。太阳能发电***可以向用户负载(6)提供电能，可以利用储能设备(8)将电能储存起来，还可以将电能输入公共电网(1)。 
公共电网(1)可以接收由太阳能发电***产生的电能，可以通过智能配电装置(2)和双向逆变器(7)控制向储能设备(8)充电，也可以通过内部交流母线(5)为用户负载(6)提供电能。在没有公共电网(1)的偏远地区或海岛地区，可启动柴油发电机(1)为用户负载(6)补充电能。 
储能设备(8)可以存储太阳能发电***产生的电能，也可以通过公共电网(1)充电，在公共电网停电时，可以通过内部交流母线(5)为用户负载(6)提供电能。 
智能配电装置(2)根据太阳电池发电量、用户负载、储能设备与公共电网或柴油发电机之间的能量平衡关系，控制电能在内部交流母线上的流动方向。 
具体实施方案
为满足在大部时间用电量在5kW的用户负载，准备两台3kW的太阳能并网逆变器、太阳能发电***按光伏建筑一体化(BIPV)标准安装6kWp的太阳电池、一台5kW的双向逆变器、一套5kW智能配电装置，12个12V 200Ah的蓄电池。 
1、按BIPV标准建立6kWp的太阳能发电***。 
2、设计制作一个方便安放蓄电池、双向逆变器、两个并网逆变器、5kW智能配电装置的电柜，要求不但能安放这些设备，还得方便维护，并要保证整个***的散热设计合理。 
3、将12个12V 200Ah的蓄电池经串并联组成48V 600Ah的储能装备，装入电柜中。 
4、分别将5kW的双向逆变器、5kW智能配电装置和两台3kW的太阳能并网逆变器安装在电柜中固定好。 
5、连接好蓄电池组的双向逆变器，调试双向逆变器的逆变功能，监测双向逆变器输出的交流电的电能质量，保证电能质量达到生成内部交流母线的要求。 
6、连接好双向逆变器、智能配电装置和公共电网，调试双向逆变器的充电控制功能。 
7、连接好太阳电池与并网逆变器，并连接好将并网逆变器与内部交流母线。 
8、断开用户负载与公共电网的连接，将用户负载接到内部交流母线上。 

Claims (6)

1.一种互补式太阳能发电***，其特征是：由太阳电池、并网逆变器、内部交流母线、储能设备、智能配电设备构成，公共电网或柴油发电机构成***的后备电源，***通过内部交流母线向用户负载提供电能，太阳电池、并网逆变器组成的太阳能发电***和公共电网、柴油发电机以及储能设备向***提供电能，公共电网和储能设备储能***多余电能。
2.根据权利要求1所述的互补式太阳能发电***，其特征是：将太阳能电池板通过并网逆变器连接到内部交流母线上。
3.根据权利要求1所述的互补式太阳能发电***，其特征是：内部交流母线通过智能配电装置与公共电网联接。
4.根据权利要求1所述的互补式太阳能发电***，其特征是：储能设备通过双向逆变器连接在智能配电装置。
5.根据权利要求1所述的互补式太阳能发电***，其特征是：智能配电装置根据太阳电池发电量、用户负载、储能设备与公共电网或柴油发电机之间的能量平衡关系，控制电能在内部交流母线上的流动方向。
6.根据权利要求1所述的互补式太阳能发电***，其特征是：双向逆变器的充电控制功能控制电能从交流母线流向储能设备，双向逆变器的逆变功能控制电能从储能设备流向交流母线。
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Cited By (6)

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CN104284494A (zh) * 2014-10-18 2015-01-14 深圳市新环能科技有限公司 光伏led直流供电控制***
CN106712264A (zh) * 2016-12-01 2017-05-24 国网山东省电力公司青岛供电公司 分布式电源***
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110615