[發明專利]具有儲能功能的光伏微網系統

無效

• 申請號: 201110392800.9
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102420438A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 盧家林
• 申請（專利權）人: 西安愛科電子有限責任公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J7/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種微網系統，尤其涉及一種具有儲能功能的光伏微網系統。

背景技術

微網是微型電網的簡稱，微網是相對傳統大電網的一個概念，是由多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成網絡，并通過開關聯至常規電網。從電網側來看，一個微網可以等效為一個可控電源或負載，它可以從電網獲得能量，在電網供電不足時，微網甚至可以向電網提供能量。

微網存在兩種典型的運行模式：正常情況下微網與常規電網并聯運行，稱為并網模式，電網和微網分工協作，共同為微網內的負載供電；當檢測到電網故障或電網電能質量不能滿足要求時，微網將及時與電網斷開運行于孤島模式，通過切換微網內各分布式電源的控制策略，繼續為微網內的關鍵負載供電，提高可靠性。當電網側故障消失時，重新切換至并網模式。微網概念的提出是分布式發電發展的里程碑，為分布式發電技術的大規模應用提供了可能。

近年來，以美國、日本和歐洲為代表，對微網技術的研究已取得了突破性的進展，而且有望在電能生產中占有越來越大的比重。作為美國乃至世界最具權威的研究機構，美國電氣可靠性技術解決方案聯合會(CERTS)是世界分布式發電微網領域研究的先行者，它發表的一系列關于微網概念和微網控制的著述是微網研究領域的綱領性文件，CERTS已建立了大規模的微網平臺。在歐洲，微網被認為是充分發展分布式發電，充分發揮分布式發電優勢的基礎，在歐洲已建立了多個微網實驗平臺，在微網控制策略、并網和孤島運行、微網保護、微網經濟性等方面已取得了多項進展。日本在分布式發電的應用和微網建設領域走在了世界的最前列。日本政府制定了提高新能源在電力系統中比重的長遠規劃，并已建成多個應用型微網平臺。我國的分布式能源在整個能源體系中所占比例很低，在微網技術領域的探索才剛剛開始。

現有的具有儲能功能的光伏微網系統結構如圖1所示，它包括太陽能電池板、蓄電池、光伏并網功率變換器、蓄電池充放電功率變換器、本地負載及并網開關等。在現有方案中，蓄電池充放電功率變換器以三相橋式逆變器為核心構成，在孤島狀態下由蓄電池給本地負載供電時三相輸出電壓的平衡不能得到保證，尤其是在三相本地負載嚴重不平衡時，這是現有方案的致命缺陷。

發明內容

本發明目的是為了克服現有技術的缺點，提供一種具有儲能功能的光伏微網系統。

本發明的技術解決方案是：

一種具有儲能功能的光伏微網系統，包括太陽能電池板、蓄電池、功率變換器、本地負載及并網開關K3，其特殊之處是，所述功率變換器為雙向功率變換器；所述太陽能電池板和雙向功率變換器之間設置有第一切換開關K1；所述蓄電池和雙向功率變換器之間設置有第二切換開關K2；所述雙向功率變換器包括三個并聯的功率變換單元，所述功率變換單元包括依次連接的輸入LC濾波器、單相逆變器、輸出LC濾波器、輸出變壓器；所述三個功率變換單元的輸入LC濾波器的輸入端同時與第一切換開關和第二切換開關的一端連接；所述三個功率變換單元的輸出變壓器的副邊高壓端分別與三相負載以及并網開關相連；所述三個功率變換單元的輸出變壓器的負邊低壓端接地。

上述單相逆變器是四個自關斷器件組成的電橋，所述電橋的兩個輸入端分別接輸入LC濾波器的輸出端，所述電橋的兩個輸出端分別接輸出LC濾波器的兩個輸入端。

上述自關斷器件為IGBT或MOSFET；所述第一切換開關K1、第二切換開關K2、并網開關K3為機接觸器、繼電器或者晶閘管構成的電子開關。

本發明的優點：本發明采用同一個雙向功率變換器即可實現光伏并網發電、蓄電池并網儲能、蓄電池并網放電、蓄電池孤島放電的功能，和現有方案相比簡化了系統結構，節省成本，并且由于雙向功率變換器是由三個完全獨立的單相功率變換單元組合而成的，通過單相功率變換單元的獨立控制，可以保證孤島狀態下由蓄電池給本地負載供電時三相輸出電壓的平衡，尤其是在三相本地負載嚴重不平衡時。

附圖說明

圖1為現有的具有儲能功能的光伏微網系統結構；

圖2為本發明具有儲能功能的光伏微網系統結構示意圖。

具體實施方式