[發明專利]太陽能電池-蓄電池協作系統以及電力變換控制裝置

有效

• 申請號: 201580077744.6
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN107509391B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 古田太;松永俊佑
• 申請（專利權）人: 株式會社日立產機系統
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;G05F1/67;H01M10/44;H01M10/48;H02J3/38;H02J7/35
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;范勝杰

在太陽能電池和蓄電池的協作系統中，與和其他的蓄電池連接的功率調節系統實施并聯控制，并從太陽能電池取出在當前日照下的最大電力。太陽能電池?蓄電池協作系統具有與天陽能電池連接并進行獨立運行控制的功率調節系統(100₁)以及與蓄電池連接且與功率調節系統(100₁)并聯連接的功率調節系統。功率調節系統(100₁)具有計算頻率垂下量以及電壓垂下量的垂下控制部(225)。該垂下控制部(225)使頻率垂下率根據有效電力的變化而變化，并將該頻率垂下率乘以有效電力來計算出頻率垂下量，其中，頻率垂下率表示頻率相對于從功率調節系統(100₁)輸出的有效電力下降的比例。

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池-蓄電池協作系統以及電力變換控制裝置，特別是涉及一種對太陽能電池和蓄電池的協作中的電力供給的穩定化有效的技術。

背景技術

近來隨著對可再生能源的關心增高、政府的電力購買制度的導入，利用太陽能電池(PV：Photovoltaic)的太陽能發電系統正在急速普及。

特別是在孤島、遠離沿岸的發電廠的內陸部等不充分具備電力系統的地域，因為通過該系統能夠容易獲得電力，因此被重視。另外，在因事故、災害等喪失了電力系統時，期待該系統作為緊急確保電源的手段。

但是，作為太陽能發電特有的問題，列舉了基于日照條件的變化的電力變動。因此，提出了一種連接能夠積蓄電力的蓄電池和太陽能電池，并通過對蓄電池的充放電來維持由太陽能電池發電的過剩或不足的太陽能電池-蓄電池協作系統。

在太陽能電池-蓄電池協作系統中，除了夜間的電力確保以外，還要求對沒有進行維護的電力系統、重要負載的穩定的電力供給。

在太陽能電池-蓄電池協作系統的結構中關鍵的是作為逆變器裝置的一種的功率調節系統(PCS：Power Conditioner System)。太陽能電池和蓄電池均為直流裝置。因此，在經由功率調節系統變換為交流后連接并協作。

功率調節系統的基本動作方式為互聯運行和獨立運行這2種。互聯運行是在功率調節系統的交流側與系統連接，并從系統保證交流頻率和交流電壓的狀態下成立的動作，控制為僅使供給(或吸收)到系統的電力量與目標值相一致。

配合從太陽能電池最大地發出有效電力并向系統供給的“最大電力點跟蹤(MPPT：Maximum Power Point Tracking)控制”來實施在直流側與太陽能電池連接的功率調節系統(以下，稱為PV-PCS)(例如，參照非專利文獻1)。與蓄電池連接的功率調節系統(以下，稱為蓄電池-PCS)基于來自外部控制裝置的充放電指令實施電力控制。

另一方面，獨立運行是從電力系統切斷功率調節系統的交流側，只連接負載的狀態，并且是該功率調節系統自身確定并控制交流頻率和電壓的動作。

在這種情況下，功率調節系統控制為只將頻率和電壓作為目標值。因此，向負載供給的電力無法指定而依存于負載自身。PV-PCS只生成通過負載消耗的電力，過度的日照量在太陽能電池板上作為熱量而被廢棄。

如果日照量少于必要電力，則電壓下降并停止運行。蓄電池-PCS進行能夠向負載供給電力并維持電壓的放電。如果電池的電荷不足，則同樣通過電壓下降來停止運行。

這種太陽能電池-蓄電池協作系統分別由多個PV-PCS以及蓄電池-PCS構成。并且，在每個功率調節系統中，太陽能電池或蓄電池被連接到其直流側，通過該功率調節系統的交流側相互連接地進行協作。

在沒有系統的狀態下，需要以至少1臺功率調節系統為主實施獨立運行，并通過連接有負載的“局部系統”來確定電壓和頻率。

為了不受日照條件的影響，通常在作為主要的功率調節系統中選擇蓄電池-PCS。另一方面，其他的功率調節系統作為從屬通過互聯運行而連接。