[發明專利]一種光伏離并網、市網及儲能混合供電系統

有效

• 申請號: 201110385745.0
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103138637A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 羅非
• 申請（專利權）人: 北汽福田汽車股份有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H02J7/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及光伏供電領域，特別涉及一種家用的小型光伏離并網、市網及儲能混合供電系統。

背景技術

目前市面上面向家庭單元的光伏供電產品主要有兩種形式：(一)并網供電：光伏供電源產生的電能經過并網逆變器與市網融合共同為負載供電；(二)離網供電：光伏供電源產生的電能與市網隔離獨立為負載供電。無論是并網還是離網，都需要配屬一定容量的儲能，以保證供電質量，并且可以充分利用光伏產生的電能。

并網供電的特點在于，光伏電能與市網接入同一母線，同時為負載供電。如果光伏電能超過負載功率，多于的光伏電能反向饋網；如果光伏電能不能滿足負載功率，市網并流補充。因此并網供電模式的優點在于，系統設計的約束條件少，靈活性大。但其主要缺點是：在光伏并網供電模式下，并網逆變器是基于市網電壓確定其輸出電壓幅值和相位的，即光伏供電受制于市網的供電狀態，一旦市網掉電，并網逆變器就失去了參照基準，因此光伏并網供電不能在孤島模式下運行。并且當市網掉電時，要求并網逆變器具有實時檢測能力，并且即時停止工作，以避免光伏供電源產生的電流饋至市網，即要求具有防孤島效應。

離網供電的優點是，離網逆變器可自主提供輸出電壓基準，不受制于市網的供電狀態，即能在孤島模式下運行。但其主要缺點是：系統設計的各環節的匹配要求高，應對負載變化的靈活性差。

因此，需要一種既可以在孤島模式下運行，又能夠并網運行的光伏混合供電系統。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述并離網技術的系統缺陷，特別是提出一種既可以在孤島模式下運行，又能夠并網運行的光伏離并網、市網及儲能混合供電系統。

為實現上述目的，本發明提供一種光伏離并網、市網及儲能混合供電系統，其特征在于，包括：市網、光伏供電源、光伏雙模逆變器、儲能電池、儲能雙向變流器、用戶負載和吸收負載。其中：所述市網用于對所述用戶負載供電，以及承載光伏饋網電能；所述光伏供電源和所述光伏雙模逆變器連接之后，用于對所述用戶負載供電，以及向所述市網饋電，其中，所述光伏雙模逆變器用于跟隨所述市網電壓或者自整定輸出電壓；所述儲能電池和所述儲能雙向變流器連接之后，與所述光伏供電源以及所述所述光伏雙模逆變器連接，用于通過所述光伏供電源對所述儲能電池充電，以及通過所述光伏雙模逆變器對所述用戶負載供電，其中，所述儲能雙向變流器用于控制對所述儲能電池的充放電；所述吸收負載和所述光伏供電源連接，用于消耗所述光伏供電源對所述用戶負載供電以及對所述儲能電池充電之后的剩余電能。

在本發明實施例中，所述光伏離并網、市網及儲能混合供電系統可以在光伏并網及帶載，光伏并網、帶載、充電及饋網，光伏并網、帶載、饋網及充電，儲能電池并網及帶載，市網帶載，光伏離網、儲能電池并網及帶載，光伏離網、帶載、充電及吸收，儲能電池離網帶載八種模式下工作。其中，本發明實施例中所述帶載是指為負載供電。

對于光伏并網及帶載模式，當所述用戶負載功率小于所述光伏供電源的功率且所述儲能電池經判斷無需充電時，所述光伏供電源獨立為所述用戶負載供電，同時剩余電能饋至所述市網，以保證所述用戶負載最大限度的利用光伏電源產生的電能，亦即盡可能少地消耗所述市網的電能。其中所述光伏雙模逆變器輸出電壓跟隨所述市網電壓，所述儲能雙向變流器處于截止狀態。

對于光伏并網、帶載、充電及饋網模式，當所述用戶負載功率小于所述光伏供電源的功率且所述儲能電池經判斷需優先充電時，所述光伏供電源獨立為所述用戶負載供電以及為所述儲能電池充電，然后剩余電能饋至所述市網，以保證所述用戶負載最大限度的利用光伏電源產生的電能，亦即盡可能少地消耗所述市網的電能。其中所述光伏雙模逆變器輸出電壓跟隨所述市網電壓，所述儲能雙向變流器處于充電控制狀態。

對于光伏并網、帶載、饋網及充電模式，當所述用戶負載功率小于所述光伏供電源的功率且所述市網經判斷需優先饋電時，所述光伏供電源獨立為所述用戶負載供電以及向所述市網饋電，然后剩余電能為所述儲能電池充電，其中所述光伏雙模逆變器跟隨所述市網電壓輸出電壓，所述儲能雙向變流器處于充電控制狀態。

對于儲能電池并網及帶載模式，當所述光伏供電源截止供電，所述市網有電，且所述儲能電池經判斷允許放電時，所述儲能電池獨立為所述用戶負載供電，同時將其存儲的部分電能向所述市網饋電，其中所述儲能雙向變流器控制所述儲能電池的放電，所述光伏雙模逆變器輸出電壓跟隨所述市網電壓。