[發明專利]直流光伏儲能系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201611235447.2
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108258810A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 楊榮春;孫嘉品;尹韶文
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J3/38;H02J7/35
• 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: 張潤

本發明公開了一種直流光伏儲能系統及其控制方法，其中，該系統包括光伏發電模塊、光伏逆變模塊、功率獲取模塊和儲能模塊，光伏逆變模塊的直流側分別連接光伏發電模塊和儲能模塊，光伏逆變模塊的交流側連接電網；功率獲取模塊用于獲取光伏逆變模塊的功率；儲能模塊包括多個DC?DC變換器、儲能電池和控制單元，其中，每個DC?DC變換器的第一直流端連接到光伏發電模塊的輸出端與光伏逆變模塊的直流側之間，每個DC?DC變換器的第二直流端與儲能電池相連，控制單元用于根據光伏逆變模塊的功率、儲能電池的SOC和光伏發電模塊的輸出電壓對儲能模塊進行控制。根據本發明的系統，可平滑光伏逆變模塊輸出功率，并可提高光伏能量的利用率，適用性強。

技術領域

本發明涉及光伏技術領域，特別涉及一種直流光伏儲能系統和一種直流光伏儲能系統的控制方法。

背景技術

隨著經濟的發展和生產力水平的提高，人類社會對能源的需求量日益增加。在目前主要的能源中，化石能源會導致環境污染問題，并且化石能源儲量有限，屬于不可再生能源；核能屬于清潔能源，消耗資源少，但對防護要求高，且存在核廢料處理成本高的問題。而太陽能作為一種可再生的能源，是一種取之不盡用之不竭的綠色能源。利用太陽能進行光伏發電，可以極大的減少對化石能源的依賴，減小使用化石能源時產生的環境污染。

但太陽能發電也有局限，太陽能電池板會受到光照和溫度的影響，在外部環境快速變化時，光伏發電功率也會快速變化，無法保證向電網穩定地輸出功率。

為了穩定光伏發電的輸出功率，可以在光伏發電系統中加入儲能系統。目前，一種方案是在光伏逆變器的交流側接入儲能系統，由DC-AC變換器和儲能電池組成，在光伏發電時段內，將所有的光伏逆變器輸出的電能儲存在電池里，然后定時以一定的功率將儲存的能量送入電網。由于儲能系統在光伏逆變器的交流側接入，系統輸出功率限制于光伏逆變器的額定功率，無法適用于光伏面板發電功率大于光伏逆變器額定光率的情況，會造成光伏能量的浪費。同時，在交流側接入儲能系統時，會影響電網和光伏逆變器的交流諧波。

另一種方案是在光伏逆變器的直流側接入單路儲能系統，根據一定的策略對光伏逆變器的功率進行平滑，保證光伏逆變平穩輸出功率。然而，單路儲能系統無法很好的適配有多個MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率點跟蹤)單元的光伏逆變器，影響光伏逆變器最大功率追蹤功能，從而影響到光伏逆變器的工作效率。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種直流光伏儲能系統，不僅能夠平滑和穩定光伏逆變模塊的輸出功率，還能提高光伏能量的利用率，并且能夠適配有多個MPPT單元的光伏逆變模塊，從而可提高光伏逆變模塊的工作效率。

本發明的第二個目的在于提出一種直流光伏儲能系統的控制方法。

為達到上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種直流光伏儲能系統，該系統包括光伏發電模塊、光伏逆變模塊、功率獲取模塊和儲能模塊，其中，所述光伏發電模塊，用于對太陽能進行轉化以輸出直流電；所述光伏逆變模塊的直流側分別連接所述光伏發電模塊和所述儲能模塊，所述光伏逆變模塊的交流側連接電網，所述光伏逆變模塊用于將所述光伏發電模塊和/或所述儲能模塊輸出的直流電轉換為交流電以提供給所述電網；所述功率獲取模塊，用于獲取所述光伏逆變模塊的功率；所述儲能模塊包括多個DC-DC變換器、儲能電池和控制單元，其中，每個所述DC-DC變換器的第一直流端連接到所述光伏發電模塊的輸出端與所述光伏逆變模塊的直流側之間，每個所述DC-DC變換器的第二直流端與所述儲能電池相連，所述光伏發電模塊輸出的直流電通過每個所述DC-DC變換器進行變換以給所述儲能電池充電，所述儲能電池通過每個所述DC-DC變換器進行變換以向所述光伏逆變模塊進行放電，所述控制單元與所述功率獲取模塊相連，所述控制單元用于獲取所述儲能電池的SOC(State of Charge，荷電狀態)和所述光伏發電模塊的輸出電壓，并根據所述光伏逆變模塊的功率、所述儲能電池的SOC和所述光伏發電模塊的輸出電壓對所述儲能模塊進行控制。