[發(fā)明專利]一種儲能系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611254294.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106786755A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 陳宇航;楊文靖;樓穎焱;花瀟;李春艷;桑捷;武罡;郭晉偉;李連更;張世帥
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司;北京國網(wǎng)普瑞特高壓輸電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02S40/38;H02S40/32
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種儲能系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

光伏發(fā)電是在一定條件下使太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的過程，在轉(zhuǎn)化過程中，沒污染和噪聲，因此作為一種清潔環(huán)保和可再生的分布式發(fā)電方式被各國大力的推廣應用。光伏發(fā)電產(chǎn)生的電流有時候不能被完全消納，為了防止能源的浪費需要被儲存?zhèn)溆?。但是，被儲存的電能往往無法及時被利用或者重新利用的效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種儲能系統(tǒng)及控制方法，不僅能夠及時消納光伏發(fā)電中產(chǎn)生的多余電量，同時，在配電網(wǎng)計劃停電及非計劃停電的情況下，儲能系統(tǒng)可自動無縫切換成離網(wǎng)工作模式，保證負載不間斷供電。

本發(fā)明的一種儲能系統(tǒng)，包括：由多個太陽能電池板并聯(lián)構(gòu)成的PV陣列、光伏逆變器、STS智能切換柜、用于將直流電和交流電自動轉(zhuǎn)換的雙級儲能變流器、PC后臺控制系統(tǒng)；

所述PV陣列通過所述光伏逆變器將產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電傳送給所述總線，電網(wǎng)同時并入所述總線，所述電網(wǎng)與所述總線之間設有電路控制開關(guān)，所述STS智能切換柜設在所述雙級儲能變流器與所述總線的并網(wǎng)點之間，與所述雙級儲能變流器連接有儲能電池，所述總線上還接入有交流負載，所述PC后臺控制系統(tǒng)分別與所述光伏逆變器、雙級儲能變流器以及電路控制開關(guān)通信連接。

進一步地，所述光伏逆變器為無變壓器逆變器。

進一步地，所述PV陣列設在由低鐵玻璃制成的保護殼內(nèi)，所述保護殼的底部設有供所述PV陣列根據(jù)太陽光照射角度轉(zhuǎn)動的支撐架，所述保護殼的內(nèi)壁上設有大功率光源。

進一步地，所述交流負載包括向動力電池提供電源的充電機，所述PC后臺控制系統(tǒng)與所述充電機通信連接。

進一步地，所述雙級儲能變流器包括高壓電池組用儲能變流器和低壓電池組用儲能變流器，其中，所述低壓電池組用儲能變流器與所述低壓電池組一對一連接充放電。

進一步地，所述STS智能切換柜的內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)包括：總線接口、進線開關(guān)、STS智能切換柜、儲能進線開關(guān)、負荷開關(guān)以及維修開關(guān)，所述進線開關(guān)與所述STS智能切換柜串聯(lián)并構(gòu)成干路，所述負荷開關(guān)與所述儲能進線開關(guān)并聯(lián)后與所述干路串聯(lián)，所述維修開關(guān)與所述STS智能切換柜并聯(lián)。

本發(fā)明還提供了一種儲能系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

步驟1)所述PV陣列通過所述光伏逆變器將產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為與總線電壓同幅值、同頻、同相的交流電傳送給總線，與所述總線連接的交流負載消納所述交流電，單位時間內(nèi)，未被消納的所述交流電通過所述雙級儲能變流器轉(zhuǎn)換成直流電存儲進所述儲能電池內(nèi)；

步驟2)所述PC后臺控制系統(tǒng)實時接收所述光伏逆變器傳送的電流值，并通過采集的所述電流值調(diào)控所述光伏逆變器的輸出頻率，當所述總線中的電流值小于預設的第一閾值時，所述PC后臺控制系統(tǒng)控制所述電路控制開關(guān)閉合，所述電網(wǎng)與PV板陣列協(xié)同向所述總線供電或者由電網(wǎng)單獨向所述總線供電；

步驟3)當所述總線的電量值小于預設的第二閾值時，所述STS智能切換柜啟動所述雙級儲能變流器將所述儲能電池內(nèi)的直流電導出轉(zhuǎn)換成交流電供給所述總線。

進一步地，步驟3)中，當所述第二閾值為0時，所述雙級儲能變流器自動將所述儲能電池內(nèi)的直流電導出轉(zhuǎn)換成交流電供給所述總線；

當所述總線中的電流值大于交流負載的消納值時，剩余電量被繼續(xù)存儲在所述儲能電池內(nèi)，所述儲能電池停止向所述總線供電。

本發(fā)明提供的一種儲能系統(tǒng)及控制方法，通過光伏發(fā)電、電網(wǎng)以及儲能系統(tǒng)的多方協(xié)同配合向總線供電，以滿足總線的用電量需求，本發(fā)明中的總線為380V交流母線。當總線中存在未被交流負載消納的富余電量時，直接通過雙級儲能變流器存儲在儲能電池中備用，這樣不僅能夠及時消納光伏發(fā)電中產(chǎn)生的多余電量，同時，在配電網(wǎng)計劃停電及非計劃停電的情況下，儲能系統(tǒng)可自動無縫切換成離網(wǎng)工作模式，保證負載不間斷供電。同時，儲能系統(tǒng)還能在平谷時段進行充電，在用電高峰時段通過STS智能切換柜啟動雙級儲能變流器將儲能電池中的電量放電回饋電網(wǎng)，以降低電網(wǎng)在用電高峰時段的波動，達到削峰填谷的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種儲能系統(tǒng)的框架示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的儲能系統(tǒng)中雙級儲能變流器與高壓電池組以及低壓電池組之間的連接關(guān)系示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種儲能系統(tǒng)中的STS智能切換柜內(nèi)部線路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。