分布式光伏储能系统及太阳能光伏发电系统的制作方法

本实用新型涉及光伏电站建筑结构技术领域，尤其是涉及一种分布式光伏储能系统及太阳能光伏发电系统。

背景技术：

光伏分布式发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。此外，屋顶的分布式发电不仅不占地，而且可以直接供给建筑内的人、机器和设备。随着电力需求的不断增大，传统能源的不断减少，传统电价必然会涨高。因此分布式光伏发电在不久将来必然走进千家万户。分布式发电系统的大规模应用将对电网运行、控制和电力市场等带来新的机遇和挑战。

分布式光伏储能电站通常是由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、电池管理系统、逆变器/充电器、光伏并网逆变器等组成，均是将太阳能电池板产生的电能，或直接转换成交流电，馈入电网；或储存到蓄电池中，然后通过逆变器/充电器释放到负载或(和)馈入电网。

现有的分布式光伏系统或者储能系统，一种是根据通过光伏并网逆变器直接将太阳能电池板与电网连接，负载与电网相连。这种系统存在严重的问题，一是在电网断电的情况下，负载无法正常用电；二是当电网正常，在光伏并网逆变器不受电网调度时，当该系统得以大规模应用，那么馈入电网的能量有可能非常大，这会对电网安全和稳定造成一定的威胁。另一种是通过加入蓄电池来调节光伏能量的储能系统，这种系统可以解决电网断电情况下的负载用电问题，但是同样存在大规模应用时，系统不受调度所带来的电网安全性和稳定性威胁。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种分布式光伏储能系统，该分布式光伏储能系统在使用的过程中，可通过对光伏发电装置、储能装置和并网设备进行一并监控，及时获知光伏发电装置的功率波峰值，并以此为信息源动态调节储能装置的功率，从而平滑并网的电功率，实现分布式光伏储能系统的经济运行。

为实现本实用新型的目的采用如下的技术方案。

本实用新型提供的分布式光伏储能系统，包括储能装置、发电监控装置、并网监控装置、储能监控装置、中控装置、通信总线和双向逆变器；

所述储能装置用于存储能量，并在光伏储能电站并网运行时输出功率；

所述发电监控装置用于实时监控光伏发电装置，并对光伏发电装置的发电功率进行预测；

所述并网监控装置用于检测光伏储能电站并网点交流电压，并用于控制光伏储能电站经由并网装置进行并网运行；

所述储能监控装置用于实时监控储能装置的功率损耗情况，并控制储能装置的运行；

所述中控装置用于确定光伏储能电站的运行方法，并向所述发电监控装置、所述并网装置和所述储能监控装置发出指令已执行所述运行方法；

所述双向逆变器用于实现光伏发电装置、所述储能装置和电网之间的功率交换；

所述通信总线用于连接所述储能装置、所述发电监控装置、所述并网监控装置、所述储能监控装置、所述中控装置和所述双向逆变器。

在上述任一技术方案中，优选的，所述储能装置包括多个蓄电池组、超级电容器组和保护单元；

所述蓄电池组、所述超级电容器组和所述保护单元相连接；

所述蓄电池组和所述超级电容器组分别与所述双向逆变器相连接；

所述保护单元分别与所述蓄电池组和所述双向逆变器相连接用于检测蓄电池组的运行状态，并根据监测数据对蓄电池组进行管理和保护。

在上述任一技术方案中，优选的，所述双向逆变器包括第一 DC/DC逆变器、第二DC/DC逆变器和DC/AC逆变器；

所述第一DC/DC逆变器和所述第二DC/DC逆变器分别与光伏发电装置相连接；

所述DC/AC逆变器与所述电网双向连接，所述DC/AC逆变器与负载单向连接以向负载传输电能；

所述第一DC/DC逆变器与所述DC/AC逆变器单向连接以将所述光伏发电装置的电能并入电网或提供给负载；

所述第二DC/DC逆变器分别与所述DC/AC逆变器和所述蓄电池组相连接以将所述光伏发电装置和电网的电能输入所述蓄电池组或将所述蓄电池组的电能提供给负载。

在上述任一技术方案中，优选的，每一个所述蓄电池组包括若干聚合物电池；

若干所述聚合物电池之间相互串联和/或并联。

在上述任一技术方案中，优选的，还包括第一开关、第二开关和第三开关；

所述第一开关与所述光伏发电装置相连接；

所述第二开关分别与所述超级电容器组和所述储能装置相连接；

所述第三开关分别与所述储能装置和所述双向逆变器相连接。

在上述任一技术方案中，优选的，还包括控制系统，所述控制系统用于切换工作状态；

所述控制系统包括第一开关控制器、第二开关控制器和第三开关控制器；

所述第一开关控制器用于测试所述光伏发电装置的电压电流；

所述第二开关控制器用于测试所述超级电容器组的电压电流；

所述第三开关控制器用于测试所述蓄电池组的电压电流。

在上述任一技术方案中，优选的，所述第一开关与所述第一开关控制器相连接用于控制所述第一开关控制器的开闭；

所述第二开关与所述第二开关控制器相连接用于控制所述第二开关控制器的开闭；

所述第三开关与所述第三开关控制器相连接用于控制所述第三开关控制器的开闭。

在上述任一技术方案中，优选的，所述第一开关控制器、所述第二开关控制器和所述第三开关控制器通过通信总线彼此相连接。

在上述任一技术方案中，优选的，还包括温度传感器；

所述温度传感器设置于所述光伏发电装置上，所述温度传感器与所述第三开关控制器相连接。

本实用新型提供了一种分布式光伏储能系统，包括储能装置、发电监控装置、并网监控装置、储能监控装置、中控装置、通信总线和双向逆变器，通过储能装置使得能量得到充分利用，可根据用户的不同负载状态进行调整，避免了浪费的情况，该分布式光伏储能系统可通过对光伏发电装置、储能装置和并网设备进行一并监控，及时获知光伏发电装置的功率波峰值，并以此为信息源动态调节储能装置的功率，从而平滑并网的电功率，实现分布式光伏储能系统的经济运行。

本实用新型还提供了一种太阳能光伏发电系统，包括上述任一技术方案中所提供的分布式光伏储能系统，且太阳能光伏发电系统与分布式光伏储能系统的有益效果相同。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的分布式光伏储能系统的示意图；

图2为图1所示的分布式光伏储能系统的示意图；

图3为图1所示的分布式光伏储能系统的示意图；

图4为图1所示的分布式光伏储能系统的示意图。

图标：1-储能装置；2-发电监控装置；3-并网监控装置；4-储能监控装置；5-中控装置；6-通信总线；7-双向逆变器；8-负载；9- 电网；10-光伏发电装置；11-并网装置；12-温度传感器；101-蓄电池组；102-超级电容器组；103-保护单元；104-第一开关；105-第二开关；106-第三开关；107-第一开关控制器；108-第二开关控制器； 109-第三开关控制器；701-第一DC/DC逆变器；702-第二DC/DC逆变器；703-DC/AC逆变器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1至图4所示，本实用新型提供了一种分布式光伏储能系统，包括储能装置1、发电监控装置2、并网监控装置3、储能监控装置4、中控装置5、通信总线6和双向逆变器7；

所述储能装置1用于存储能量，并在光伏储能电站并网运行时输出功率；

所述发电监控装置2用于实时监控光伏发电装置10，并对光伏发电装置10的发电功率进行预测；

所述并网监控装置3用于检测光伏储能电站并网点交流电压，并用于控制光伏储能电站经由并网装置11进行并网运行；

所述储能监控装置4用于实时监控储能装置1的功率损耗情况，并控制储能装置1的运行；

所述中控装置5用于确定光伏储能电站的运行方法，并向所述发电监控装置2、所述并网装置11和所述储能监控装置4发出指令已执行所述运行方法；

所述双向逆变器7用于实现光伏发电装置10、所述储能装置1 和电网9之间的功率交换；

所述通信总线6用于连接所述储能装置1、所述发电监控装置2、所述并网监控装置3、所述储能监控装置4、所述中控装置5和所述双向逆变器7。

本实用新型提供了一种分布式光伏储能系统，包括储能装置1、发电监控装置2、并网监控装置3、储能监控装置4、中控装置5、通信总线6和双向逆变器7，通过储能装置1使得能量得到充分利用，可根据用户的不同负载8状态进行调整，避免了浪费的情况，该分布式光伏储能系统可通过对光伏发电装置10、储能装置1和并网设备进行一并监控，及时获知光伏发电装置10的功率波峰值，并以此为信息源动态调节储能装置1的功率，从而平滑并网的电功率，实现分布式光伏储能系统的经济运行。

如图1至图4所示，在本实用新型的实施例一中，优选的，所述储能装置1包括多个蓄电池组101、超级电容器组102和保护单元 103；

所述蓄电池组101、所述超级电容器组102和所述保护单元103 相连接；

所述蓄电池组101和所述超级电容器组102分别与所述双向逆变器7相连接；

所述保护单元103分别与所述蓄电池组101和所述双向逆变器7 相连接用于检测蓄电池组101的运行状态，并根据监测数据对蓄电池组101进行管理和保护。

在该实施例中，储能装置1采用多个蓄电池组101、超级电容器组102混合使用以达到储存电能的目的，由太阳能转化为电能先向超级电容充电，储存一定的点亮后再由超级电容向蓄电池组101充电，采用超级电容器作为中转，起到了能量缓冲的作用，不仅能够协助控制系统中的谐波分量，还可以调节系统中的电压波动，减小因系统保护导致的发电量减少，只有当超级电容器的储电量足够后才能向蓄电池组101进行充电，避免了波动电压的不完整充电，极大地提高了蓄电池组101的充放电效率，使储能的经济型更加明显，该方式使得电池储能的优势和超级电容器储能的优势相互补充，使储能装置1能满足大容量电能的吞吐的需求的同时能满足尖峰时刻功率吞吐的的需求。

如图1至图4所示，在本实用新型的实施例一中，优选的，所述双向逆变器7包括第一DC/DC逆变器701、第二DC/DC逆变器702和 DC/AC逆变器703；

所述第一DC/DC逆变器701和所述第二DC/DC逆变器702分别与光伏发电装置10相连接；

所述DC/AC逆变器703与所述电网9双向连接，所述DC/AC逆变器703与负载8单向连接以向负载8传输电能；

所述第一DC/DC逆变器701与所述DC/AC逆变器703单向连接以将所述光伏发电装置10的电能并入电网9或提供给负载8；

所述第二DC/DC逆变器702分别与所述DC/AC逆变器703和所述蓄电池组101相连接以将所述光伏发电装置10和电网9的电能输入所述蓄电池组101或将所述蓄电池组101的电能提供给负载8。

在该实施例中，通过第一DC/DC逆变器701、第二DC/DC逆变器 702和DC/AC逆变器703，实现了将电能并入电网9、电网9对蓄电池组101进行充电，蓄电池对电子设备等离网负载8供电等多种工作模式。

如图1至图4所示，在本实用新型的实施例一中，优选的，每一个所述蓄电池组101包括若干聚合物电池；

若干所述聚合物电池之间相互串联和/或并联。

在该实施例中，聚合物电池具有具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性等多种明显优势，是一种新型电池，在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池。

如图1至图4所示，在本实用新型的实施例一中，优选的，还包括第一开关104、第二开关105和第三开关106；

所述第一开关104与所述光伏发电装置10相连接；

所述第二开关105分别与所述超级电容器组102和所述储能装置 1相连接；

所述第三开关106分别与所述储能装置1和所述双向逆变器7 相连接。

进一步的，还包括控制系统，所述控制系统用于切换工作状态；

所述控制系统包括第一开关控制器107、第二开关控制器108和第三开关控制器109；

所述第一开关控制器107用于测试所述光伏发电装置10的电压电流；

所述第二开关控制器108用于测试所述超级电容器组102的电压电流；

所述第三开关控制器109用于测试所述蓄电池组101的电压电流。

进一步的，所述第一开关104与所述第一开关控制器107相连接用于控制所述第一开关控制器107的开闭；

所述第二开关105与所述第二开关控制器108相连接用于控制所述第二开关控制器108的开闭；

所述第三开关106与所述第三开关控制器109相连接用于控制所述第三开关控制器109的开闭。

进一步的，所述第一开关控制器107、所述第二开关控制器108 和所述第三开关控制器109通过通信总线6彼此相连接。

进一步的，还包括温度传感器12；

所述温度传感器12设置于所述光伏发电装置10上，所述温度传感器12与所述第三开关控制器109相连接。

在该实施例中，系统运行时，第一开关控制器107在电压波动较大时第一开关104闭合，接入超级电容，在输出电流较少时，第一开关104闭合，接入超级电容，在输出电流非常小且超级电容储能较少时，第一开关104闭合，接入超级电容，在电压快速降低时第一开关 104断开；电压较高电流为零时，第二开关105闭合，接入蓄电池，电压较低电流较高时，第二开关105断开，第三开关控制器109可根据实际情况选择不同的工作模式，例如时间模式、电压模式和电流模式等模式，温度传感器12用于测量光伏发电装置10的温度，根据测量结果计算光伏发电装置10的最大功率电压值，从而在对发电模式进行选择。

本实用新型提供了一种分布式光伏储能系统及太阳能光伏发电系统，包括储能装置1、发电监控装置2、并网监控装置3、储能监控装置4、中控装置5、通信总线6和双向逆变器7，通过储能装置1 使得能量得到充分利用，可根据用户的不同负载8状态进行调整，避免了浪费的情况，该分布式光伏储能系统可通过对光伏发电装置10、储能装置1和并网设备进行一并监控，及时获知光伏发电装置10的功率波峰值，并以此为信息源动态调节储能装置1的功率，从而平滑并网的电功率，实现分布式光伏储能系统的经济运行。

实施例二

本实用新型还提供了一种太阳能光伏发电系统，包括上述任一实施例中所提供的分布式光伏储能系统，且太阳能光伏发电系统与分布式光伏储能系统的有益效果相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。