[發明專利]新能源分布式儲能應用控制系統

無效

• 申請號: 201110260815.X
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102280940A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 湯能文;朱昌亞;洪光岱;姜靖;李松;黃先偉
• 申請（專利權）人: 天寶電子（惠州）有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術領域

本發明涉及電能的儲存以及離網、并網逆變發電等領域，具體是指將太陽能、電網電能儲存在儲能器件(如電池組)中，在需要的時候再離網或并網逆變發電的一種控制系統。

背景技術

在光伏發電領域，目前常用的太陽能的利用模式主要有附圖1的小型離網發電的光伏利用模式，附圖2的大型光伏電站并網發電的光伏利用模式和附圖3的大型儲能電站的光伏利用模式等幾種。

附圖1的小型光伏離網發電利用模式適合應用在路燈、廣告牌、小型光伏建筑一體化、住所屋頂發電等場合，因未接受電網的調度，儲存的電能可能會因為長時間無負載消耗掉而使太陽能電池陣列不能向電池組儲能或向負載供電，造成很大的浪費，系統經濟性不高。

附圖2的大型光伏電站的并網發電利用模式，應用較多。目前，這種光伏電站規模還比較小，并網發電對電網造成的影響還比較小，當大型光伏電站建設達到一定規模，勢必會對電網造成很大的困擾。因為，光伏發電是極不穩定的，白天有，晚上沒有，即使白天也是極不穩定的，因此，供電系統很難調度管理。大型光伏電站需要鋪設很多塊太陽能電池板，多塊太陽能電池板串聯后再經匯流箱并聯匯流，然后輸入到多臺并聯的幾百千瓦甚至兆瓦級的逆變器，經逆變器并網發電。很多塊太陽能電池板串并聯的缺點是整個太陽能電池陣列的輸出是以發電效果最差的那串太陽能電池為基準的，太陽能電池陣列還受到所處環境的云層、建筑物陰影、灰塵、溫度、線路分布阻抗等的影響嚴重，太陽能電池陣列可能會形成多個不斷變化的最大功率點。一般，太陽能電池的最大功率追蹤功能都是集成在逆變器中，因此，逆變器有可能不是工作在實際最佳的最大功率點上，造成光伏電站發電效率不高，光伏電站投資效益不高。

附圖3的大型儲能電站是為了緩解供電調度問題而形成的。在電網負荷重的時候，可以將大型儲能單元陣列儲存的電能或者是太陽能電池陣列所產生的電能經逆變器并網發電，在電網負荷輕的時候，可以將電網多余的電能暫時儲存在大型儲能單元陣列中，以備急需。此種利用模式能起到緩解供電調度問題，但是投資建造這種大型儲能電站，需要大塊土地和許多大型儲能用電池，與當前土地資源日趨緊張的局面形成沖突，大型儲能用電池集中配置的安全性也需要考慮，而且，當儲能電站其中某個太陽能電池板、某個蓄電池或某臺大功率設備出現問題，將使儲能電站中大片設備停機待修，無法執行電網調度指令，造成極大浪費，投資收益降低。

因此，有必要研究新的儲能逆變發電系統來解決上述問題。

發明內容

本發明需解決的技術問題是：

（1）、解決光伏發電系統因太陽能電池的短板效應而使太陽能利用率降低的問題；?

（2）、解決現有儲能電站占用大量土地資源，維護成本高，效益低的問題；

（3）、解決現有光伏發電系統無電網調峰調谷功能的問題；

（4）、解決富余電能儲存的問題。

為解決上述技術問題，本發明電路所采取的技術方案是：

提供一種新能源分布式儲能應用控制系統，包括一系統總控單元及一個或多個受總控單元控制的子系統。每個子系統分別包括一個或多個數量對應設置的下列功能單元：新能源發電裝置，采用太陽能電池陣列或風力發電機組或二者結合，與發電/儲能控制單元連接受該單元控制；儲能單元，由蓄電池或者超級電容等儲能器件串并聯組成，與發電/儲能控制單元連接受該單元控制實現電能的存儲；發電/儲能控制單元，與系統總控單元通訊，接受系統總控單元命令實現系統內電能的轉換；所述電能的轉換包括電網與儲能單元之間雙向的電能變換、新能源發電裝置向電網、新能源發電裝置向交流負載、新能源發電裝置向儲能單元、儲能單元向交流負載的電能轉換；并將儲能單元及自身的狀態信息發送給系統總控單元；逆變器單元，采用雙向逆變電路，與發電/儲能控制單元連接，受系統總控單元控制完成電網與儲能單元之間雙向的電能變換及新能源發電裝置向電網、新能源發電裝置向交流負載、儲能單元向交流負載的電能轉換的電能轉換；離網/并網控制單元，連接于逆變器單元與交流負載之間，受系統總控單元控制實現交流負載與電網的供用電切換。每個子系統可配置于一獨立建筑區域內。

進一步的，所述系統總控單元與電網監控調度系統通訊，受電網監控調度系統調度協調控制系統內電能的走向。

進一步的，所述儲能單元內部帶有電池管理系統(BMS)；所述發電/儲能控制單元還與儲能單元的電池管理系統(BMS)通訊，實現儲能單元狀態監控。