CN102420438A - 具有储能功能的光伏微网*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有储能功能的光伏微网***，包括太阳能电池板、蓄电池、双向功率变换器、本地负载及并网开关，太阳能电池板和双向功率变换器之间设置有第一切换开关；蓄电池和双向功率变换器之间设置有第二切换开关。本发明采用同一个双向功率变换器即可实现光伏并网发电、蓄电池并网储能、蓄电池并网放电、蓄电池孤岛放电的功能，简化了***结构，节省成本，并且由于双向功率变换器是由三个完全独立的单相功率变换单元组合而成的，通过单相功率变换单元的独立控制，可以保证孤岛状态下由蓄电池给本地负载供电时三相输出电压的平衡，尤其是在三相本地负载严重不平衡时。

Description

具有储能功能的光伏微网***
技术领域
本发明涉及一种微网***，尤其涉及一种具有储能功能的光伏微网***。
背景技术
微网是微型电网的简称，微网是相对传统大电网的一个概念，是由多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成网络，并通过开关联至常规电网。从电网侧来看，一个微网可以等效为一个可控电源或负载，它可以从电网获得能量，在电网供电不足时，微网甚至可以向电网提供能量。
微网存在两种典型的运行模式：正常情况下微网与常规电网并联运行，称为并网模式，电网和微网分工协作，共同为微网内的负载供电；当检测到电网故障或电网电能质量不能满足要求时，微网将及时与电网断开运行于孤岛模式，通过切换微网内各分布式电源的控制策略，继续为微网内的关键负载供电，提高可靠性。当电网侧故障消失时，重新切换至并网模式。微网概念的提出是分布式发电发展的里程碑，为分布式发电技术的大规模应用提供了可能。
近年来，以美国、日本和欧洲为代表，对微网技术的研究已取得了突破性的进展，而且有望在电能生产中占有越来越大的比重。作为美国乃至世界最具权威的研究机构，美国电气可靠性技术解决方案联合会(CERTS)是世界分布式发电微网领域研究的先行者，它发表的一系列关于微网概念和微网控制的著述是微网研究领域的纲领性文件，CERTS已建立了大规模的微网平台。在欧洲，微网被认为是充分发展分布式发电，充分发挥分布式发电优势的基础，在欧洲已建立了多个微网实验平台，在微网控制策略、并网和孤岛运行、微网保护、微网经济性等方面已取得了多项进展。日本在分布式发电的应用和微网建设领域走在了世界的最前列。日本政府制定了提高新能源在电力***中比重的长远规划，并已建成多个应用型微网平台。我国的分布式能源在整个能源体系中所占比例很低，在微网技术领域的探索才刚刚开始。
现有的具有储能功能的光伏微网***结构如图1所示，它包括太阳能电池板、蓄电池、光伏并网功率变换器、蓄电池充放电功率变换器、本地负载及并网开关等。在现有方案中，蓄电池充放电功率变换器以三相桥式逆变器为核心构成，在孤岛状态下由蓄电池给本地负载供电时三相输出电压的平衡不能得到保证，尤其是在三相本地负载严重不平衡时，这是现有方案的致命缺陷。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种具有储能功能的光伏微网***。
本发明的技术解决方案是：
一种具有储能功能的光伏微网***，包括太阳能电池板、蓄电池、功率变换器、本地负载及并网开关K3，其特殊之处是，所述功率变换器为双向功率变换器；所述太阳能电池板和双向功率变换器之间设置有第一切换开关K1；所述蓄电池和双向功率变换器之间设置有第二切换开关K2；所述双向功率变换器包括三个并联的功率变换单元，所述功率变换单元包括依次连接的输入LC滤波器、单相逆变器、输出LC滤波器、输出变压器；所述三个功率变换单元的输入LC滤波器的输入端同时与第一切换开关和第二切换开关的一端连接；所述三个功率变换单元的输出变压器的副边高压端分别与三相负载以及并网开关相连；所述三个功率变换单元的输出变压器的负边低压端接地。
上述单相逆变器是四个自关断器件组成的电桥，所述电桥的两个输入端分别接输入LC滤波器的输出端，所述电桥的两个输出端分别接输出LC滤波器的两个输入端。
上述自关断器件为IGBT或MOSFET；所述第一切换开关K1、第二切换开关K2、并网开关K3为机接触器、继电器或者晶闸管构成的电子开关。
本发明的优点：本发明采用同一个双向功率变换器即可实现光伏并网发电、蓄电池并网储能、蓄电池并网放电、蓄电池孤岛放电的功能，和现有方案相比简化了***结构，节省成本，并且由于双向功率变换器是由三个完全独立的单相功率变换单元组合而成的，通过单相功率变换单元的独立控制，可以保证孤岛状态下由蓄电池给本地负载供电时三相输出电压的平衡，尤其是在三相本地负载严重不平衡时。
附图说明
图1为现有的具有储能功能的光伏微网***结构；
图2为本发明具有储能功能的光伏微网***结构示意图。
具体实施方式
参见图2，本发明提出的具有储能功能的光伏微网***方案包括太阳能电池板、蓄电池、切换开关K1和K2、双向功率变换器、本地负载及并网开关K3等。双向功率变换器是光伏微网***的核心。双向功率变换器包括三个完全独立的功率变换单元，每个功率变换单元包括输入LC滤波器、单相逆变器、输出LC滤波器、输出变压器。这种组合式的变换器结构可以保证孤岛状态下由蓄电池给本地负载供电时三相输出电压的平衡，尤其是在三相本地负载严重不平衡时。单相逆变器是由4个自关断器件组成，自关断器件可选IGBT或MOSFET。开关K1、K2、K3可选机械式开关，如接触器、继电器，也可选由晶闸管构成的电子开关。
在该***中，太阳能电池板为发电单元，蓄电池为储能单元，双向功率变换器完成功率流向的控制，既可将太阳能电池板的输出电能(或蓄电池储存的能量)输送到电网(或本地负载)，又可将能量从电网输送到蓄电池，本地负载为耗能单元。
通过对双向功率变换器施加不同的控制方式，光伏微网可以工作在如下四种工作模式：
(1)光伏并网发电
***处于光伏并网发电模式时，K1闭合、K2断开、K3闭合。在该模式下，太阳能电池板发出的电能通过双向功率变换器逆变到电网。
(2)蓄电池并网储能
***处于蓄电池并网储能模式时，K1断开、K2闭合、K3闭合。在该模式下，电网的电能通过双向功率变换器储存到到蓄电池中。
(3)蓄电池并网放电
***处于蓄电池并网放电模式时，K1断开、K2闭合、K3闭合。在该模式下，蓄电池储存的能量通过双向功率变换器逆变到电网。
(4)蓄电池孤岛放电
***处于蓄电池孤岛放电模式时，K1断开、K2闭合、K3断开。在该模式下，蓄电池储存的能量通过双向功率变换器逆变到本地负载，给本地负载提供稳定的三相平衡的交流电能。

Claims (3)

1.一种具有储能功能的光伏微网***，包括太阳能电池板、蓄电池、功率变换器、本地负载及并网开关K3，其特征在于：所述功率变换器为双向功率变换器；所述太阳能电池板和双向功率变换器之间设置有第一切换开关K1；所述蓄电池和双向功率变换器之间设置有第二切换开关K2；所述双向功率变换器包括三个并联的功率变换单元，所述功率变换单元包括依次连接的输入LC滤波器、单相逆变器、输出LC滤波器、输出变压器；所述三个功率变换单元的输入LC滤波器的输入端同时与第一切换开关和第二切换开关的一端连接；所述三个功率变换单元的输出变压器的副边高压端分别与三相负载以及并网开关相连；所述三个功率变换单元的输出变压器的负边低压端接地。
2.根据权利要求1所述的具有储能功能的光伏微网***，其特征在于：所述单相逆变器是四个自关断器件组成的电桥，所述电桥的两个输入端分别接输入LC滤波器的输出端，所述电桥的两个输出端分别接输出LC滤波器的两个输入端。
3.根据权利要求1或2所述的具有储能功能的光伏微网***，其特征在于：所述自关断器件为IGBT或MOSFET；所述第一切换开关K1、第二切换开关K2、并网开关K3为机接触器、继电器或者晶闸管构成的电子开关。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102769382A (zh) * 2012-07-19 2012-11-07 上海交通大学 放射状直流微网
CN102983770A (zh) * 2012-12-24 2013-03-20 合肥工业大学 一种四桥臂并网的逆变器及用其就地补偿零序电流的方法
CN103532214A (zh) * 2013-09-17 2014-01-22 南京航空航天大学 集储能和并离网供电功能的光伏发电***结构与控制方法
CN103872677A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 西门子公司 发电单元和能量输出设备
CN104078971A (zh) * 2014-07-10 2014-10-01 广东工业大学 一种微电网三相平衡及电能优化的子网结构及控制方法
CN105305475A (zh) * 2014-05-29 2016-02-03 �林昌明 一种适用于光储一体化发电***的三相并网功率逆变模块
WO2016015772A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Abb Technology Ltd Control of a microgrid
CN105720602A (zh) * 2016-01-21 2016-06-29 易事特集团股份有限公司 光伏并网发电储能逆变器并网-离网***及其运行装置
CN105896583A (zh) * 2016-06-16 2016-08-24 任磊 一种削峰填谷与电能质量综合治理***及其工作方法
CN103746592B (zh) * 2013-12-31 2017-05-31 华为技术有限公司 双向逆变***和双向逆变电路
CN108173280A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 北京天诚同创电气有限公司 光储一体化***
CN111864608A (zh) * 2019-04-30 2020-10-30 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） 一种用于野外集装配电***的运检装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2891473Y (zh) * 2006-03-25 2007-04-18 合肥工业大学 具备离网/并网、充电控制及功率调节功能的光伏变流装置
WO2011065375A1 (ja) * 2009-11-25 2011-06-03 シャープ株式会社 電力変換装置、発電システム、及び充放電制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2891473Y (zh) * 2006-03-25 2007-04-18 合肥工业大学 具备离网/并网、充电控制及功率调节功能的光伏变流装置
WO2011065375A1 (ja) * 2009-11-25 2011-06-03 シャープ株式会社 電力変換装置、発電システム、及び充放電制御方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张德海等: "光伏发电***中逆变器的研究与应用", 《变频器世界》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102769382A (zh) * 2012-07-19 2012-11-07 上海交通大学 放射状直流微网
CN103872677A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 西门子公司 发电单元和能量输出设备
CN103872677B (zh) * 2012-12-18 2016-05-18 西门子公司 发电单元和能量输出设备
CN102983770A (zh) * 2012-12-24 2013-03-20 合肥工业大学 一种四桥臂并网的逆变器及用其就地补偿零序电流的方法
CN102983770B (zh) * 2012-12-24 2015-09-09 合肥工业大学 一种四桥臂并网的逆变器及用其就地补偿零序电流的方法
CN103532214A (zh) * 2013-09-17 2014-01-22 南京航空航天大学 集储能和并离网供电功能的光伏发电***结构与控制方法
CN103746592B (zh) * 2013-12-31 2017-05-31 华为技术有限公司 双向逆变***和双向逆变电路
CN105305475A (zh) * 2014-05-29 2016-02-03 �林昌明 一种适用于光储一体化发电***的三相并网功率逆变模块
CN105305475B (zh) * 2014-05-29 2018-07-10 西宁兆业新能源技术开发有限公司 一种适用于光储一体化发电***的三相并网功率逆变模块
CN104078971A (zh) * 2014-07-10 2014-10-01 广东工业大学 一种微电网三相平衡及电能优化的子网结构及控制方法
WO2016015772A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Abb Technology Ltd Control of a microgrid
CN105720602A (zh) * 2016-01-21 2016-06-29 易事特集团股份有限公司 光伏并网发电储能逆变器并网-离网***及其运行装置
CN105720602B (zh) * 2016-01-21 2019-02-05 易事特集团股份有限公司 光伏并网发电储能逆变器并网-离网***及其运行装置
CN105896583A (zh) * 2016-06-16 2016-08-24 任磊 一种削峰填谷与电能质量综合治理***及其工作方法
CN105896583B (zh) * 2016-06-16 2019-04-23 任磊 一种削峰填谷与电能质量综合治理***及其工作方法
CN108173280A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 北京天诚同创电气有限公司 光储一体化***
CN111864608A (zh) * 2019-04-30 2020-10-30 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） 一种用于野外集装配电***的运检装置

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Assignor: Xi'an Aike Electronics Co., Ltd.

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Denomination of invention: Photovoltaic microgrid system with function of storing energy

License type: Common License

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Contract record no.: 2013320010017

Assignor after: Xi'an Actionpower Electrical Co.,Ltd.

Assignor before: Xi'an Aike Electronics Co., Ltd.

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
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Application publication date: 20120418