[發明專利]一種智能光伏儲能系統

在審

• 申請號: 201710325376.3
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107093911A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 許馳
• 申請（專利權）人: 成都鼎智匯科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/34;H02J7/35
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

所屬技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，具體涉及一種智能光伏儲能系統。

背景技術

隨著地球人口的增長和發展中國家工業化進程的推進，各種化石能源迅速枯竭，而化石能源使用過程中造成的大氣污染和生態環境危機也日益嚴重。

近年來，隨著傳統能源的急劇消耗以及對環境污染的加劇，新能源產業得到極大關注和大力支持。光伏發電作為最廉價的能源之一，光伏發電得到了廣泛的應用。然而，自然光受海拔、氣候、溫度、地形等多種自然因素的影響具很強的不可控性、波動性和間歇性，且難以進行準確預測和大量存儲。

隨著光伏儲能電站大規模并網，其功率波動對電網的沖擊越來越突出。在并網光伏系統中配置適量的儲能系統，對風電場的輸出功率進行調節，可提高光伏發電出力的可控性，使得光伏儲能電站成為靈活可控的電源。當光伏發電出力較大，但電網負荷較低時，由儲能系統對光伏儲能電站的輸出功率進行長時間、大容量的能量存儲；待電網負荷達到峰值且對光伏儲能電站的出力需求增加時，儲能系統將已存儲的能量向電網輸出，供用戶使用。

由于儲能系統成本較高，如何選擇最大發揮儲能系統的經濟利用價值，同時提高儲能系統使用壽命，成為光伏發電運行企業急需考慮的問題。儲能元件本身并不具備主動與光伏儲能電站進行精確功率交換的能力，需要加入充放電控制器，對儲能元件的充放電功率進行精確控制。當前單一的儲能裝置不能完全滿足工程的要求。將儲能設定功率分為頻繁波動部分和平滑部分，分別由超級電容和儲能電池承擔，可以實現對平抑需求的快速響應。

發明內容

本發明提供一種智能光伏儲能系統，該智能光伏儲能系統可通過對光伏發電裝置、儲能裝置和并網設備一并監控，及時獲知光伏發電裝置的功率波動值，并以此為信息源動態調節儲能裝置的功率，從而平滑并網點功率，實現光伏儲能電站的經濟運行。

為了實現上述目的，本發明提供一種智能光伏儲能系統，該智能光伏儲能系統設置在光伏儲能電站中，所述智能光伏儲能系統包括：

儲能裝置，用于存儲能量，并可在光伏儲能電站并網運行時，輸出功率；

直流母線，用于實現光伏發電裝置、儲能裝置、電網之間的功率交換；

光伏發電裝置監控模塊，用于實時監控光伏發電裝置，并對光伏發電裝置的發電功率進行預測；

并網監控模塊，用于監測光伏儲能電站并網點交流母線電壓，并用于控制光伏儲能電站經由并網裝置進行并網運行；

儲能裝置監控模塊，用于實時監控儲能裝置的功率損耗情況，并控制儲能裝置的運行；

中控模塊，用于確定光伏儲能電站的運行方法，并向上述各模塊發出指令，以執行該運行方法；

通信總線，用于上述各個模塊的通信聯絡。

優選的，所述儲能裝置包括超級電容器組和蓄電池組，所述蓄電池組和超級電容組分別通過第一非隔離型雙向DC/DC變換器、第二非隔離型雙向DC/DC變換器并聯到所述直流母線上。

優選的，所述光伏發電裝置監控模塊包括：

模式控制單元，用于若出現儲能裝置故障，則控制光伏發電裝置單向DC/DC變換器工作在所述直流母線電壓恒壓源模式；

第一判斷單元，用于判斷光伏電池板PV是否滿足預設跟蹤調整條件；

電流限定單元，用于若判斷PV滿足所述預設跟蹤調整條件，則將所述單向DC/DC變換器的電流環最大電流給定值限定為預設調整值；

第二判斷單元，用于判斷直流母線電壓是否滿足額定條件；

電流回升單元，用于若判斷所述直流母線電壓滿足所述額定條件，則控制所述單向DC/DC變換器的電流環最大電流給定值以預設速率由所述預設調整值回升至原值。

優選的，所述第一判斷單元包括：

第一判斷模塊，用于判斷PV輸出功率是否隨PV電壓減小而減少；

第二判斷模塊，用于若判斷PV輸出功率隨PV電壓減小而減少，則判斷PV電流隨PV電壓的變化是否小于預設差值；若所述第二判斷模塊判斷PV電流隨PV電壓的變化小于所述預設差值，則判定PV滿足所述預設跟蹤調整條件。

優選的，所述預設調整值為：I_refmax＝K×I_sc；

其中，K為電流限定系數，I_sc為短路電流。

優選的，所述短路電流為當前PV電流。

優選的，所述第二判斷單元用于判斷所述直流母線電壓是否滿足額定條件時，具體用于判斷所述直流母線電壓是否回升到額定值，且回升到所述額定值的連續時長超過預設時長。

優選的，所述儲能裝置采用如下方式配置：