CN107147147A - 光伏发电*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏发电***。其中，该***包括：光伏组件阵列，用于将太阳能转换为直流电；离并网逆变器，与光伏组件阵列连接，用于将直流电转换为交流电，并向蓄电池和电网输出电能；蓄电池，与离并网逆变器连接。电网，与离并网逆变器连接。本发明解决了现有技术中离网发电***在无光照或光照较弱时负载无法工作及并网发电***在电网停电时负载无法工作的技术问题。

Description

光伏发电***
技术领域
本发明涉及自然能源发电领域，具体而言，涉及一种光伏发电***。
背景技术
太阳能光伏发电是国家重点提倡开发利用的绿色能源。广泛使用绿色能源对减少二氧化碳和其它有毒气体的排放，防治大气污染，保护生态环境具有重要意义，也是自然赋予人类和社会的历史责任。我国土地资源辽阔，人口居住分散，常规能源供应缺乏。为了满足经济发展对能源的需求，必须通过开发利用新能源和可再生能源加以补充。
就目前国内外的光伏市场来看，市场上存在的一般有并网光伏***和离网光伏***，并网光伏***目前依据电网公司要求逆变器必须具备防孤岛功能，即必须依靠电网才能完成整个***的运行，电网无电的时候无法满足设备的正常运行。离网***虽然可以解决电网无电能够运行的弊端，但是当负载过大或者光照不强时，蓄电池电量无法满足设备的启动电压，设备也无法正常运行工作。
针对上述现有技术中离网发电***在无光照或光照较弱时负载无法工作及并网发电***在电网停电时负载无法工作的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种光伏发电***，以至少解决现有技术中离网发电***在无光照或光照较弱时负载无法工作及并网发电***在电网停电时负载无法工作的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种光伏发电***，包括：光伏组件阵列，用于将太阳能转换为直流电；离并网逆变器，与光伏组件阵列连接，用于将直流电转换为交流电，并向蓄电池和电网输出电能；蓄电池，与离并网逆变器连接；电网，与离并网逆变器连接。
进一步的，***还包括：配电箱，与离并网逆变器和电网连接。
进一步的，配电箱包括如下至少一种：交流配电柜、蓄电池柜和并网计量箱。
进一步的，***还包括：监控***，与离并网逆变器连接。
进一步的，***还包括：控制器，与光伏组件阵列和离并网逆变器连接。
进一步的，控制器为MPPT充电控制器。
进一步的，离并网逆变器包括DSP处理器。
进一步的，DSP处理器包括MPPT充电控制单元和三段式充电单元。
进一步的，光伏组件阵列包括两组光伏组件，每组光伏组件包括9个光伏组件。
进一步的，蓄电池包括如下至少一种：锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池。
在本发明实施例中，采用光伏组件阵列、离并网逆变器、蓄电池和电网等构成光伏发电***的方式，其中，光伏组件阵列，用于将太阳能转换为直流电；离并网逆变器，与光伏组件阵列连接，用于将直流电转换为交流电，并向蓄电池和电网输出电能；蓄电池，与离并网逆变器连接；电网，与离并网逆变器连接，通过离并网逆变器将光伏组件阵列发的电供给负载使用或输送至电网，电网供给负载使用及给蓄电池充电，蓄电池电量供给负载使用，三部分分分时段相结合，达到了光伏发电***离网、并网的目的，并且通过双向储能，实现电能的双向流动控制，从而实现了保障在无光照或光照较弱时以及在电网在有电和无电时负载都能正常运行，光伏发电全部自发自用，改善电网负荷压力的技术效果，进而解决了现有技术中离网发电***在无光照或光照较弱时负载无法工作及并网发电***在电网停电时负载无法工作的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种光伏发电***的示意图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的光伏发电***的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的光伏发电***的示意图；以及
图4是根据本发明实施例的一种可选的光伏发电***的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种光伏发电***的产品实施例，图1是根据本发明实施例的光伏发电***，如图1所示，该***包括光伏组件阵列10、离并网逆变器20、蓄电池30和电网40；其中，光伏组件阵列10，用于将太阳能转换为直流电；离并网逆变器20，与光伏组件阵列10连接，用于将直流电转换为交流电，并向蓄电池30和电网40输出电能；蓄电池30，与离并网逆变器20连接；电网40，与离并网逆变器20连接。
具体的，光伏组件阵列10一般由多个光伏组件按照一定阵列形成，其中，光伏组件可以利用光生伏特效应将太阳辐射的能量转换为直流电，光伏发电具有能量来源充足、建设周期短、转化易实现以及对环境影响小的优势，本发明的光伏发电***中向电网40输送的所有电能均由光伏组件阵列10提供；离并网逆变器20可以统一协调光伏发电***的升压、充电、逆变、切换等工作，是光伏发电***的核心环节，如图1所示，离并网逆变器20可以与负载50直接连接，通过使用离并网逆变器20，可以同时实现离并网功能；蓄电池30的主要作用是储能，具体为存储白天所发电量，电网40无电时，可以给负载50提供电能，满足负载50的正常使用；电网40可以是公共电网，其作用是吸收离并网逆变器20产生的电能，通常电网40可以将其看作一个无限大的交流储能装置，其参数可选的可以为220V±10％，通过离并网逆变器20与电网40连接，本发明的光伏发电***产生的电能在满足自用的前提下，还可以把清洁能源输送给电网40，电网40也用于给负载50提供电能。
在具体应用中，本发明的光伏发电***在白天吸收太阳辐照进行发电，所发的电基本上满足自用，并且一部分进入蓄电池30和电网40，晚上无光照后，电网40可以给负载50供电，同时由蓄电池30进行补充电源，因此可以减少电网40的用电负荷；当电网40停电后，可以自动切换到蓄电池供电模式，由蓄电池30给负载50供电，以满足负载50的正常运行，实现不间断供电，实现储能技术的突破。如下为三个具体的应用场景：
场景一，并网运行状态下光伏组件阵列10所发电量与蓄电池30同时给负载50供电。当本发明的光伏发电***在白天进行发电时，***所发电量优先满足负载50使用，多余的电量可以补充蓄电池30，剩余电量并入电网40，可选的，在白天用电负荷大时，可以进行调峰以及削峰填谷，以提高能源的利用效率。
场景二，孤岛运行状态下光伏组件阵列10所发电量与蓄电池30同时给负载50供电。当电网40停电后，本发明的光伏发电***可以自动切换到蓄电池30供电模式，由蓄电池30向负载50供电，满足负载50的正常运行，实现永不断电的功能。
场景三，并网运行状态下电网40给负载50供电。夜晚时，本发明的光伏发电***不进行发电，可以优先使用电网40提供的市电来满足负载50使用，可选的，夜晚时可以进行电网40谷值的优先利用，以提高能源的利用效率。
在本发明实施例中，采用光伏组件阵列10、离并网逆变器20、蓄电池30和电网40等构成光伏发电***的方式，其中，光伏组件阵列10，用于将太阳能转换为直流电；离并网逆变器20，与光伏组件阵列10连接，用于将直流电转换为交流电，并向蓄电池30和电网40输出电能；蓄电池30，与离并网逆变器20连接；电网40，与离并网逆变器20连接，通过离并网逆变器20将光伏组件阵列10发的电供给负载50使用或输送至电网40，电网40供给负载50使用及给蓄电池30充电，蓄电池30电量供给负载50使用，三部分分时段相结合，达到了光伏发电***离网、并网的目的，并且通过双向储能，实现电能的双向流动控制，从而实现了保障在无光照或光照较弱时以及在电网40在有电和无电时负载50都能正常运行，光伏发电全部自发自用，改善电网40负荷压力的技术效果，进而解决了现有技术中离网发电***在无光照或光照较弱时负载无法工作及并网发电***在电网停电时负载无法工作的技术问题。
此处需要注意的是，本发明的光伏发电***可以是基于智能微网的光伏发电***，其中，智能微网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电***，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治***，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
在一种可选的实施例中，本发明的光伏发电***在给负载50供电的时候，具备自动和手动切换工作状态的能力，例如，可以通过自动或手动切换来实现蓄电池30或电网40给负载50的供电。
在一种可选的实施例中，离并网逆变器20可以实现调频功能，例如，可以将直流电调节为工频交流电。
在一种可选的实施例中，如图2所示，***还包括：配电箱60，与离并网逆变器20和电网40连接。
具体的，如图2所示，在***包括配电箱60时，配电箱60除了与离并网逆变器20和电网40连接之外，还与负载50连接。配电箱60具备合理的分配电能、方便对电路的开合操作以及直观显示电路的导通状态等功能。
在一种可选的实施例中，如图2所示，离并网逆变器20可以包括DC/DC逆变器和DC/AC逆变器。
在一种可选的实施例中，配电箱60包括如下至少一种：交流配电柜、蓄电池柜和并网计量箱。
具体的，实际应用中，并网计量箱可以是5KW交流并网计量箱，并且该5KW交流并网计量箱闸刀开关接线时采用下进上出的方式，相应的，离并网逆变器20可以为5KW的离并网逆变器。
在一种可选的实施例中，***还包括：监控***，与离并网逆变器20连接。
在一种可选的实施例中，如图3所示，***还包括：控制器70，与光伏组件阵列10和离并网逆变器20连接。
具体的，如图3所示，光伏组件阵列10可以与一个控制器70连接，然后由控制器70与离并网逆变器20连接，蓄电池30除了与离并网逆变器20连接之外，还与控制器70连接，
在一种可选的实施例中，控制器70为MPPT充电控制器。
在一种可选的实施例中，离并网逆变器20包括DSP处理器。
具体的，离并网逆变器20中的DSP(数据信号处理器，Digital Signal Processor的简写)处理器可以统一协调控制***的升压、充电、逆变、切换等工作。
在一种可选的实施例中，DSP处理器包括MPPT(最大功率点跟踪，Maximum PowerPoint Tracking的简写)充电控制单元和三段式充电单元。
具体的，DSP处理器可以内置高精度MPPT跟踪和智能三段式充电功能，为家庭、岛屿、船舶等小型光伏发电***提供稳定、可靠、安全的解决方案。
在一种可选的实施例中，如图3和图4所示，光伏组件阵列10包括两组光伏组件，每组光伏组件包括9个光伏组件。
具体的，如图3和图4所示，光伏组件阵列10可以为2并9串的光伏组件阵列，其中，光伏组件阵列10的安装角度可以是34度，每个光伏组件的规格可以为1640*992*35mm，每个光伏组件的容量可以是18Pcs*260W＝4.68KW，两组光伏组件之间的距离可以是2200mm。
在一种可选的实施例中，蓄电池30包括如下至少一种：锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池。
具体的，蓄电池30可以是蓄电池组，包括多个按照特定方式串并联连接的蓄电池，例如，可以是2并9串的蓄电池组，具体参数可以是25.9V和57.2ah。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏发电***，其特征在于，包括：
光伏组件阵列，用于将太阳能转换为直流电；
离并网逆变器，与所述光伏组件阵列连接，用于将所述直流电转换为交流电，并向蓄电池和电网输出电能；
蓄电池，与所述离并网逆变器连接；
电网，与所述离并网逆变器连接。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：
配电箱，与所述离并网逆变器和所述电网连接。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述配电箱包括如下至少一种：交流配电柜、蓄电池柜和并网计量箱。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：
监控***，与所述离并网逆变器连接。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：
控制器，与所述光伏组件阵列和所述离并网逆变器连接。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述控制器为MPPT充电控制器。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述离并网逆变器包括DSP处理器。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述DSP处理器包括MPPT充电控制单元和三段式充电单元。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的***，其特征在于，所述光伏组件阵列包括两组光伏组件，每组光伏组件包括9个光伏组件。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的***，其特征在于，所述蓄电池包括如下至少一种：锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池。
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