[發明專利]一種分布式光伏并離儲能逆變系統

在審

• 申請號: 201810294014.7
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108521140A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 皮遠建;張福建;彭呂紅
• 申請（專利權）人: 深圳電豐電子有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 廣州勝沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 張帥

一種分布式光伏并離儲能逆變系統，包括光伏陣列、BOOST單向變換電路、最大功率點跟蹤MPPT裝置、儲能系統、直流母線、并離網控制器、并離網逆變器和微電網；所述光伏陣列的輸出能量依次通過BOOST單向變換電路和最大功率點跟蹤MPPT裝置后連接到直流母線中，所述儲能系統并聯接入直流母線，直流母線通過并離網逆變器與微電網相連接，微電網與主網連接形成并網模式，微電網與主網斷連形成離網模式；所述并離網控制器與并離網逆變器相連接，并離網控制器對微電網進行孤島檢測，并根據檢測結果對并網模式和離網模式進行自動切換。實現了并網，離網、儲能的協調統一，降低了系統成本。

技術領域

本發明涉及太陽能電池并網領域，尤其涉及一種分布式光伏并離儲能逆變系統。

背景技術

隨著光伏電站安裝容量的不斷增大，目前一般的光伏電站容量都達到MW級，如果還采用小容量的逆變器將導致整個光伏電站的逆變器臺數太多，不但會增加電站的建設成本，而且會影響整個電站的發電效率。為了提高電站的功率、可靠性和效率及降低成本，目前大規模的光伏電站都采用大功率的光伏并網逆變器。業內大功率的光伏并網逆變器多采用多臺小功率逆變器并聯運行的方式。然而當多臺光伏逆變器并聯時，逆變器的直流側和交流側分別共用一條母線，從而導致在并聯的光伏逆變器之間形成環流。這種電流導致并聯運行的光伏逆變器輸出電流質量降低，進而損害整個系統的性能。

而現有的光伏并網發電系統中存在以下普遍缺陷：

1)光伏發電系統的輸出受光照、溫度等環境因素的影響，輸出功率會呈現較大的變化，特別是天氣多變時，其發電功率呈現較為明顯的隨機性與不可控性；

2)從混合儲能光伏并網發電系統設計的角度來看，這種波動所導致的系統功率不平衡，都需要通過儲能單元來補充或吸收這部分不平衡功率。那么，儲能單元就一定會經常處于頻繁的充電和放電狀態，吸收或發出較大的功率，而且短時間的充放電電流還比較大。頻繁工作在這種情況下的鉛酸蓄電池的容量和壽命都會受到影響，這是由鉛酸蓄電池自身特性所決定的，主要原因有三點：頻繁大功率充放電會導致鉛酸蓄電池內部的溫度升高和正負極板的活性物質會大量脫落，使得蓄電池發生不可逆的容量虧損；大電流充放電會使鉛酸蓄電池極板彎曲變形，如果出現大電壓跌落，還會導致蓄電池自保護關斷；頻繁的充放電會使鉛酸蓄電池工作在充放電小循環狀態下，會加快鉛酸蓄電池的老化和容量虧損，減少蓄電池的循環使用壽命。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的旨在提供一種分布式光伏并離網儲能逆變系統，實現了并網，離網、儲能的協調統一，降低了系統成本，有力與產品的推廣和應用。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種分布式光伏并離儲能逆變系統，包括光伏陣列、BOOST單向變換電路、最大功率點跟蹤MPPT裝置、儲能系統、直流母線、并離網控制器、并離網逆變器和微電網；所述光伏陣列的輸出能量依次通過BOOST單向變換電路和最大功率點跟蹤MPPT裝置后連接到直流母線中，所述儲能系統并聯接入直流母線，直流母線通過并離網逆變器與微電網相連接，微電網與主網連接形成并網模式，微電網與主網斷連形成離網模式；所述并離網控制器與并離網逆變器相連接，并離網控制器對微電網進行孤島檢測，并根據檢測結果對并網模式和離網模式進行自動切換。

進一步的，所述儲能系統包括蓄電池和雙向DC-DC變換電路，所述蓄電池通過雙向DC-DC變換電路接入直流母線中。

進一步的，所述雙向DC-DC變換電路采用buck/boost電路，包括四個NPN三極管T1、T2、T3和T4、超級電容和兩個電感L1和L2，所述NPN三極管T1、T2、T3和T4并聯，所述電感L1與蓄電池相連接后接入NPN三極管的并聯支路上，所述超級電容與電感L2串聯后并入NPN三極管T4的集電極和發射極兩端。

進一步的，所述并離網逆變器包括三相逆變電路和三相濾波電感組成，所述三相逆變電路有六個開關，每兩個開關組成一相橋臂，每相橋臂的開關都工作在互補的狀態。