一种集散式光伏发电储能调频系统的制作方法

文档序号:15174780发布日期:2018-08-14 18:19阅读:240来源:国知局

本实用新型涉及光伏发电领域,尤其涉及一种集散式光伏发电储能调频系统。



背景技术:

传统电力系统的绝大部分电能是由同步发电机提供的,同步发电机转子具有机械转动惯量,在这种运行方式下,当电力系统有扰动或者发生故障时,同步发电机可以利用转子中蕴藏的动能与电力系统进行能量交换,以此来维持系统的稳定性。光伏发电系统通过电力电子器件构成的逆变器等变流装置与电力系统相连,不具有惯性与阻尼,其大量接入会对电力系统的动态稳定性造成不良影响,为了使分布式光伏逆变电源具有传统同步发电机的转子旋转惯性与阻尼,现今以同步发电机理论为基础的虚拟同步发电机控制技术受到了人们的普遍关注。现有虚拟同步发电机控制策略的分布式光伏逆变器基本上分为两种:

方案一,如图1所示,该方案由光伏阵列、MPPT汇流箱(包括最大功率点跟踪的DC/DC变换器的汇流箱)和DC/AC逆变器组成,仅包含光伏逆变支路,无储能支路。当电网频率发生变化需要DC/AC逆变器增加有功出力时,受制于光照等自然因素,DC/AC逆变器无法从光伏电池板获取更多能量,因此该方案仅能适应少部分调频需求。方案二,如图2所示,该方案包含光伏逆变支路,同时也增加了储能支路,在实际应用中,光伏电池板产生的多余的太阳能将通过双向DC/DC储能变换器转换后,存储到储能电池中,当电网频率发生变化需要增加有功出力时,双向DC/DC储能变换器和DC/AC逆变器协同工作可以将储能电池的能量释放至电网;但是该光伏逆变储能系统,在负荷突变或光伏电池板阴影等原因造成适时出力骤升骤降等情况下,储能电池将会频繁地进行充放电切换,严重影响储能电池的寿命,同时与储能电池连接的双向DC/DC储能变换器,增加了系统成本和故障率。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于通过一种集散式光伏发电储能调频系统,来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种集散式光伏发电储能调频系统,其包括若干光伏阵列、与光伏阵列对应的MPPT汇流箱、DC/AC逆变器以及储能电容;所述MPPT汇流箱与光伏阵列输出端连接;所述DC/AC逆变器与MPPT汇流箱连接;所述储能电容挂接在MPPT汇流箱和DC/AC逆变器之间的直流母线上。

特别地,所述DC/AC逆变器用于:在电网无调频需求时,将所述储能电容电压调至预设的高电压值,在电网有调频需求时,DC/AC逆变器增加有功出力,储能电容通过DC/AC逆变器放电至电网,维持电网稳定。

特别地,所述储能电容采用但不限于电解电容、超级电容。

本实用新型提出的集散式光伏发电储能调频系统包括若干光伏阵列、与光伏阵列对应的MPPT汇流箱、DC/AC逆变器以及储能电容;所述储能电容挂接在MPPT汇流箱和DC/AC逆变器之间的直流母线上,使用储能电容作为能量支撑,可以抑制电网动态过程中的频率波动,提高了光伏逆变储能系统的可靠性,同时增强了电力系统的稳定性。本实用新型中DC/AC逆变器调频需要的能量均来自于储能电容,因此不受光照等自然因素影响,避免了传统方案中储能电池充放电状态的频繁切换,有利于系统的稳定。

附图说明

图1为传统光伏发电系统的结构示意图;

图2为增加了储能支路的光伏发电系统结构示意图;

图3为本实用新型实施例提供的集散式光伏发电储能调频系统结构图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图3所示,图3为本实用新型实施例提供的集散式光伏发电储能调频系统结构图。

本实施例中集散式光伏发电储能调频系统具体包括若干光伏阵列、与光伏阵列对应的MPPT汇流箱、DC/AC逆变器以及储能电容。所述MPPT汇流箱与光伏阵列输出端连接;所述DC/AC逆变器与MPPT汇流箱连接;所述储能电容挂接在MPPT汇流箱和DC/AC逆变器之间的直流母线上。在本实施例中所述储能电容采用但不限于电解电容、超级电容等。

在电网无调频需求即电网频率处于正常区间时,DC/AC逆变器将所述储能电容电压调至预设的高电压值,在电网有调频需求即电网频率突然变化时,DC/AC逆变器增加有功出力,储能电容通过DC/AC逆变器放电至电网,满足电网的一次调频需求,维持电网稳定。

本实用新型的技术方案中储能电容挂接在MPPT汇流箱和DC/AC逆变器之间的直流母线上,使用储能电容作为能量支撑,可以抑制电网动态过程中的频率波动,提高了光伏逆变储能系统的可靠性,同时增强了电力系统的稳定性。本实用新型中DC/AC逆变器调频需要的能量均来自于储能电容,因此不受光照等自然因素影响,避免了传统方案中储能电池充放电状态的频繁切换,有利于系统的稳定。

注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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