鋰電光伏儲能併網供電系統的製作方法
2023-04-28 01:22:26 4
鋰電光伏儲能併網供電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋰電光伏儲能併網供電系統，包括鋰電池組和光伏陣列，通過DC/DC變換器及雙向AC/DC變換器給鋰電池組充電；鋰電池組也可以通過雙向AC/DC變換器向電網放電，採用交直流一體結構，將光伏儲能和併網技術充分結合，協調控制，實現光伏儲能和併網技術的智能控制，在用電低谷時期或光照充足時對電池組進行充電儲能，在用電高峰時期或其他需要用電時期併網發電，解決了電能供需不平衡的問題，作為電網的有效補充，對電網起到調峰填谷作用，系統體積小，使用壽命長，具有光伏儲能具有最大功率跟蹤功能及全天候工作效應。
【專利說明】鋰電光伏儲能併網供電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於光伏發電領域，具體涉及一種鋰電光伏儲能併網供電系統。
【背景技術】
[0002]太陽能是一種被公認的可以取之不盡用之不竭的新型能源之一，但太陽能的併網會對電網的安全性能帶來影響，必須有先進的儲能併網系統技術作支撐。儲能併網系統很大程度上解決了新能源發電的隨機性及波動性問題，通過調節新能源發電引起的電網電壓、頻率及相位的變化，使太陽能發可靠地併入常規電網。現有的光伏儲能系統，一般是採用鉛酸蓄電池作為傳統儲能裝置，鉛酸蓄電池存在儲能效率較低、儲存能量密度低、體積大以及使用壽命短等技術缺陷。
[0003]為了提高電網對光伏儲能系統的接納能力，增強電網的兼容性，減小系統體積及提高儲能密度，鋰電光伏儲能併網系統設計成為必然趨勢。
[0004]目前，光伏儲能系統只是在光照充足的時候進行儲能，而在市電的用電低谷階段卻不能實現儲能，導致在光照不足或連續陰雨天時，導致儲能系統不能得到充足利用，在需要用電或用電高峰期，儲能系統無法提供足夠的能量。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種鋰電光伏儲能併網供電系統，以解決現有供電系統電能供需不平衡的問題。
[0006]為了實現以上目的，本實用新型所採用的技術方案是:一種鋰電光伏儲能併網供電系統，包括鋰電池組和光伏陣列，所述鋰電池組用於通過雙向AC/DC變換器與市電雙向連接，還通過DC/DC變換器與光伏陣列連接；鋰電池組連接有儲能電池管理系統，光伏陣列連接有光伏電池管理系統；所述儲能電池管理系統與電池架監控單元通訊連接，雙向AC/DC變換器與對應的雙向AC/DC變換器監控單元雙向通訊連接，DC/DC變換器與對應的DC/DC變換器監控單元雙向通訊連接。
[0007]所述電池架監控單元、雙向AC/DC變換器監控單元、DC/DC變換器監控單元均與後臺監控單元連接。
[0008]所述電池架監控單元、雙向AC/DC變換器監控單元、DC/DC變換器監控單元均通過網絡交換機與後臺監控單元連接。
[0009]該供電系統還包括與光伏電池管理系統通訊連接的環境檢測儀。
[0010]所述環境檢測儀通過網絡交換機與後臺監控單元通訊連接。
[0011 ] 所述雙向AC/DC變換器與雙向AC/DC變換器監控單元和DC/DC變換器與DC/DC變換器監控單元的雙向通訊方式均為CAN通訊。
[0012]所述雙向AC/DC變換器、DC/DC變換器還與電池管理系統或電池架監控單元通訊連接。
[0013]本實用新型的鋰電光伏儲能併網供電系統可以通過DC/DC變換器及雙向AC/DC變換器給鋰電池組充電；鋰電池組也可以通過雙向AC/DC變換器向電網放電，採用交直流一體結構，將光伏儲能和併網技術充分結合，協調控制，實現光伏儲能和併網技術的智能控制，在用電低谷時期或光照充足時對電池組進行充電儲能，在用電高峰時期或其他需要用電時期併網發電，解決了電能供需不平衡的問題，作為電網的有效補充，對電網起到調峰填谷作用，系統體積小，使用壽命長，具有光伏儲能具有最大功率跟蹤功能及全天候工作效應。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型鋰電光伏儲能併網系統實施例原理框圖；
[0015]圖2為本實用新型系統的模式I工作的示意圖；
[0016]圖3為本實用新型系統的模式2工作的示意圖；
[0017]圖4為本實用新型系統的模式3工作的示意圖；
[0018]圖5為本實用新型系統的模式4工作的示意圖；
[0019]圖6為本實用新型系統的模式5工作的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及具體的實施例對本實用新型進行進一步介紹。
[0021]如圖1所示為本實用新型鋰電光伏儲能併網供電系統實施例的原理圖，由圖可知，該供電系統包括鋰電池組和光伏陣列，鋰電池組用於通過雙向AC/DC變換器與電網雙向連接，還通過DC/DC變換器與光伏陣列連接；鋰電池組連接有儲能電池管理系統，光伏陣列連接有光伏電池管理系統；儲能電池管理系統與電池架監控單元通訊連接，雙向AC/DC變換器與對應的雙向AC/DC變換器監控單元雙向通訊連接，DC/DC變換器與對應的DC/DC變換器監控單元雙向通訊連接，進行通訊、控制及顯示功能。
[0022]電池架監控單元、雙向AC/DC變換器監控單元、DC/DC變換器監控單元均通過網絡交換機與後臺監控單元連接，進行乙太網通訊，後臺監控單元實時顯示系統的工作狀態及環境情況。
[0023]該供電系統還包括與光伏電池管理系統通訊連接的環境檢測儀，該環境檢測儀檢測光伏陣列所處的環境信息，並通過網絡交換機與後臺監控單元通訊連接，將信息上報後臺監控單元。
[0024]本實施例的鋰電池組由多個單體電池串並聯構成，儲能電池管理系統實時監測單體電池信息，並上送電池架監控單元；光伏電池管理系統實現光伏陣列的最大功率控制。
[0025]另外，雙向AC/DC變換器、DC/DC變換器還與電池管理系統(如圖1所示)或電池架監控單元通訊連接，用於採集電池組的電池信息，根據相關的SOC等數據調整對電池組進行充電時的控制參數，例如充電電流、充電時間等。
[0026]本實用新型鋰電光伏儲能併網供電系統的控制策略為:當用電低谷期或有光照的時期，雙向AC/DC變換器或DC/DC變換器向電池組充電；當用電高峰期且有光照時，光伏陣列通過DC/DC變換器向電池組充電，鋰電池組經雙向AC/DC變換器放電併入電網；當用電高峰期且無光照時，光伏陣列及DC/DC變換器停止工作，鋰電池組經雙向AC/DC變換器放電併入電網，該策略包括多種工作模式，具體的工作過程和原理如下:
[0027]模式1:僅光伏對鋰電池組進行儲能:當光照充足且用電負荷不需儲能電池系統供電時，光伏陣列通過DC/DC變換器對鋰電池組進行充電儲能，且實現光伏陣列的最大功率跟蹤控制，能量流動如圖2實線所示。
[0028]模式2:僅市電對電池組儲能:當夜間或連續陰雨等無光照情況下，且用電處在低谷時期時，市電通過AC/DC變換器對鋰電池組進行充電儲能，能量流動如圖3實線所示。
[0029]模式3:光伏和市電同時對光伏儲能:當光照充足且用電處在低谷時期時，光伏陣列通過DC/DC變換器對鋰電池組進行充電儲能，且實現光伏陣列的最大功率跟蹤；市電通過AC/DC變換器對鋰電池組進行充電儲能，能量流動如圖4實線所示。
[0030]模式4:鋰電池組僅處於併網運行:當夜間或連續陰雨等無光照情況下，且處於用電高峰，鋰電池組通過AC/DC變換器實現併網，達到補充電網的作用，能量流動如圖5實線所示。
[0031]模式5:光伏對鋰電池組儲能同時鋰電池組併網運行:當光照充足且在用電高峰期時，光伏陣列通過DC/DC變換器對鋰電池組進行充電儲能，且實現光伏陣列的最大功率跟蹤；鋰電池組通過AC/DC變換器實現併網，達到補充電網的作用，能量流動如圖6實線所
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[0032]以上實施例僅用於幫助理解本實用新型的核心思想，不能以此限制本實用新型，對於本領域的技術人員，凡是依據本實用新型的思想，對本實用新型進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應用範圍上所做的任何改動，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種鋰電光伏儲能併網供電系統，其特徵在於:包括鋰電池組和光伏陣列，所述鋰電池組用於通過雙向AC/DC變換器與市電雙向連接，還通過DC/DC變換器與光伏陣列連接；鋰電池組連接有儲能電池管理系統，光伏陣列連接有光伏電池管理系統；所述儲能電池管理系統與電池架監控單元通訊連接，雙向AC/DC變換器與對應的雙向AC/DC變換器監控單元雙向通訊連接，DC/DC變換器與對應的DC/DC變換器監控單元雙向通訊連接。
2.根據權利要求1所述的鋰電光伏儲能併網供電系統，其特徵在於:所述電池架監控單元、雙向AC/DC變換器監控單元、DC/DC變換器監控單元均與後臺監控單元連接。
3.根據權利要求2所述的鋰電光伏儲能併網供電系統，其特徵在於:所述電池架監控單元、雙向AC/DC變換器監控單元、DC/DC變換器監控單元均通過網絡交換機與後臺監控單元連接。
4.根據權利要求3所述的鋰電光伏儲能併網供電系統，其特徵在於:該供電系統還包括與光伏電池管理系統通訊連接的環境檢測儀。
5.根據權利要求4所述的鋰電光伏儲能併網供電系統，其特徵在於:所述環境檢測儀通過網絡交換機與後臺監控單元通訊連接。
6.根據權利要求1所述的鋰電光伏儲能併網供電系統，其特徵在於:所述雙向AC/DC變換器與雙向AC/DC變換器監控單元和DC/DC變換器與DC/DC變換器監控單元的雙向通訊方式均為CAN通訊。
7.根據權利要求1所述的鋰電光伏儲能併網供電系統，其特徵在於:所述雙向AC/DC變換器、DC/DC變換器還與電池管理系統或電池架監控單元通訊連接。
【文檔編號】H02J3/38GK203984006SQ201420344344
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】單棟梁, 陳天錦, 鄧長吉, 李彩生, 賈耀雲, 王聰慧, 李 傑, 朱子庚, 黃棟傑, 劉向立, 王攀攀, 魏豔研 申請人:許繼電氣股份有限公司, 許繼電源有限公司