一种提高光伏电站置信容量的分布式储能系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种提高光伏电站置信容量的分布式 储能系统。
【背景技术】
[0002] 我国光伏发电呈现集中式与分布式并举的发展形式，我国光伏发电装机容量处于 快速增长阶段。在集中式光伏发电富集地区，光伏发电已成为该地区的主要电源之一，其间 歇和波动特性为电网的调度运行带来了压力。光伏发电的置信容量是衡量光伏发电对电网 影响的重要指标之一，其表征光伏电站可替代的常规机组容量或承担的负荷。受到光照、温 度等因素的影响，光伏发电的置信容量不高，通常仅为光伏电站装机容量的10%~20%。 利用储能装置的充放电可降低光伏发电的随机性，提高其置信容量，对电网的安全稳定运 行有着重要意义。
[0003] 大型地面光伏电站一般采用集中式逆变器，少部分采用组串式逆变器。对于集中 式逆变器，光伏面板串联至一定电压，多路光伏组串经汇流箱集中汇流，接入集中式逆变 器。集中式逆变器的功率多在IOOkw以上，经变压器升压后并入中高压电网。大型光伏电 站包含多个集中式逆变器，如一个IOMff的光伏电站包含20个500kW的逆变器。现有方案 在电站并网处集中单点接入大容量储能系统，该方式下，储能控制方式单一，且当逆变器不 工作时，无法对光伏发电进行利用。
[0004] 综上，针对光伏电站的上述电气结构，需要提供一种采用分布式结构并能够提高 光伏电站置信容量的储能系统，以提高光伏发电系统的综合性能。
【发明内容】
[0005] 为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种提高光伏电站置信容量的分布式储 能系统。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] 所述分布式储能系统包括光储监控系统和至少两个光储单元；所述光储监控系统 与光伏电站的电网管理系统连接，接收电网调度指令，并向所述光储单元下发功率调整指 令；
[0008] 所述光储单元包括电池储能单元、双向DC/DC变流器、光伏模组和光伏并网逆变 器；所述光伏模组通过汇流箱接入直流配电柜；所述电池储能单元通过双向DC/DC变换器 接入所述直流配电柜；所述光伏并网逆变器的一端接入所述直流配电柜，另一端与光储监 控系统连接；
[0009] 所述光储监控系统包括光伏电站SCADA、光储联合功率控制模块、电池单元管理器 和电池单元集成管理器；所述光伏电站SCADA分别与所述光伏并网逆变器、电网管理系统 和光储联合功率控制模块连接；所述光储联合功率控制模块分别与所述电网管理系统和电 池单元集成管理器连接。
[0010] 优选的，所述光伏模组的数目和电池单元管理器的数目均为η，η至少为2 ;
[0011] 所述电池单元管理器，用于采集所述电池储能单元的状态信息，并将其发送至电 池单元集成管理器；所述电池单元集成管理器将所述状态信息发送至所述光储联合功率控 制模块；所述状态信息包括电池储能单元的电压、电流和温度；
[0012] 优选的，所述光伏电站SCADA采集并网光伏逆变器的交流侧电压和直流侧电压， 以及所述光伏模组的汇集电流和工作状态信息；所述光伏电站SCADA将所述交流侧电压、 直流侧电压、汇集电流和工作状态信息发送至所述光储联合功率控制模块；
[0013] 优选的，所述光储联合功率控制模块依据光伏电站SCADA和电池单元集成管理器 的输出信号，判断光储单元的发电状态；
[0014] 所述光储联合功率控制模块依据所述发电状态和电网管理系统下发的电网调度 指令，向所述光储单元下发功率调整指令；
[0015] 优选的，所述光储联合功率控制模块向光储单元下发功率调整指令，包括：
[0016] 步骤1 :判断并网光伏逆变器是否正常工作：
[0017] 若正常工作，则计算各光储单元中并网光伏逆变器的分配功率，执行步骤2 ;
[0018] 若不正常工作，则向光储单元中双向DC/DC变流器发送进入MPPT工作模式指令， 双向DC/DC变流器控制电池储能单元吸收全部光伏模组发出的电能；
[0019] 步骤2 :判断每个光储单元的分配功率是否大于其光伏模组的最大出力：
[0020] 若大于最大出力，则向所述光储单元的双向DC/DC变流器发送进入放电模式指 令，双向DC/DC变流器控制电池储能单元向直流母线释放电能；
[0021] 若小于最大出力，则向所述光储单元的双向DC/DC变流器发送进入充电模式指 令，双向DC/DC变流器控制电池储能单元吸收光伏模组发出的电能，所述电能为光伏模组 的最大出力与分配功率的差值。
[0022] 与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：
[0023] 1、本发明针对集中式地面光伏电站的电气结构，克服现有单点接入储能方式的缺 点，提供的一种提高光伏电站置信容量的分布式储能系统，适用于大型光伏电站，利用已有 的并网光伏逆变器实现储能单元并网，降低了储能系统的成本，并通储能过单元的分布式 接入和控制提尚了光储单兀的可靠性；
[0024] 2、本发明提供的一种提高光伏电站置信容量的分布式储能系统，实现了光伏电站 的灵活调度，提高光伏发电的利用率，提高了光伏电站的置信容量，且具有成本低、可靠性 高的特点；
[0025] 3、本发明提供的一种提高光伏电站置信容量的分布式储能系统，无需对并网光伏 逆变器的控制和通讯结构进行改造；依据光伏模组和电池储能单元的状态，以最大程度提 高光伏电站置信容量为目标向各个光储单元分配功率，并依据电池储能单元的状态调整双 向DC/DC变流器的工作模式和功率大小；该系统能够同时实现光伏电站的有功功率调节和 光资源最大化利用。
【附图说明】
[0026] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0027] 图1 :本发明实施例中一种提高光伏电站置信容量的分布式储能系统结构图；
[0028] 图2 :本发明实施例中分布式储能系统的光储联合有功功率控制的功能示意图；
[0029] 图3 :本发明实施例中分布式储能系统的光储联合有功功率控制的流程示意图；
[0030] 图4 :本发明实施例中一种光储单元拓扑结构图；
[0031] 图5 :本发明实施例中并网光伏逆变器控制示意图；
[0032] 图6 :本发明实施例中双向DC/DC变流器控制示意图；
[0033] 图7 :本发明实施例中分布式储能系统通讯示意图。
【具体实施方式】
[0034] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0035] 本发明提供的一种提高光伏电站置信容量的分布式储能系统，基于光伏电站的电 气结构和控制方法，设计储能系统的接入方式和控制系统，降低了系统成本、提高了系统可 靠性，并可得到更有效的控制效果。
[0036] 本发明中分布式储能系统的实施例如图1所示，具体为：
[0037] 该分布式储能系统包括光储监控系统和至少两个光储单元。
[0038] -、光储监控系统
[0039] 光储监控系统包括光伏电站SCADA、光储联合功率控制模块、电池单元管理器 (Battery Array Management Unit，BAMU)和电池单元集成管理器（Battery Array Central Management System，BACMS)。光储监控系统与光伏电站的电网管理系统连接，接收电网调 度指令，并向光储单元下发功率调整指令，具体的通讯过程如图7所示。其中，
[0040] 1、光伏电站SCADA分别与光伏并网逆变器、电网管理系统和光储联合功率控制模 块建立通讯；
[0041] 光伏电站SCADA采集并网光伏逆变器的交流侧电压和直流侧电压，以及光伏模组 的汇集电流和工作状态信息；光伏电站SCADA将上述交流侧电压、直流侧电压、汇集电流和 工作状态信息发送至光储联合功率控制模块。
[0042] 2、光储联合功率控制模块分别与电网管理系统和电池单元集成管理器连接；
[0043] 光储联合功率控制模块依据光伏电站SCADA和电池单元集成管理器的输出信号， 判断光储单元的发电状态；光储联合功率控制模块依据发电状态和电网管理系统下发的电 网调度指令，向光储单元下发功率调整指令。
[0044] 本实施例中光储联合功率控制模块向光储单元下发功率调整指令的具体如图3 所示：
[0045] (1)判断并网光伏逆变器是否正常工作：
[0046] 若正常工作，则计算各光储单元中并网光伏逆变器的分配功率，执行步骤（2);
[0047] 若不正常工作分配功率为0,则向光储单元中双向DC/DC变流器发送进入MPPT工 作模式指令，双向DC/DC变流器控制电池储能单元吸收全部光伏模组发出的电能；
[0048] (2)判断每个光储单元的分配功率是否大于其光伏模组的最大出力：
[0049] 若大于最大出力，则向光储单元的双向DC/DC变流器发送进入放电模式指令，双 向DC/DC变流器控制电池储能单元向直流母线释放电能，补偿光伏模组发出功率的不足；
[0050] 若小于最大出力，则向光储单元的双向DC/DC变流器发送进入充电模式指令，双 向DC/DC变流器控制电池储能单元吸收光伏模组发出的电能，该电能指的是光伏模组的最 大出力与分配功率的差值。
[0051] 3、电池单元管理器的一端分别与光储单元的电池储能单元和双向DC/DC变流器 连接。另一端与电池单元集成管理器连接。
[0052] 电池单元管理器，用于采集电池储能单元的状态信息，并将其发送至电池单元集 成管理器；电池单元集成管理器将状态信息发送至光储联合功率控制模块。状态信息包括 电池储能单元的电压、电流和温度。本实施例中状态信息还可以包括电池储能单元的SOC 值和故障报警信息等。
[0053] 本实施例中，电池单元管理器对单个光储单元中的电池组进行管理，电池单元集 成管理器对系统中所有的电池单元管理器进行集