光伏储能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏发电领域，具体涉及光伏储能装置。
【背景技术】
[0002]近几年，光伏发电行业快速发展，2013年以前的产品主要是针对欧洲/澳洲/国内等市场，在技术开发、产品质量方面已经趋于成熟。而随着光伏的发展，在欧美一些发达国家，光伏行业已经发展遇到了一定的瓶颈。
[0003]所谓的瓶颈主要体现在光伏发电的瞬时性，如白天太阳存在时能发电，而到了晚上，没有太阳时，无法提供足够的能源，最终导致大电网的波动。
[0004]根据最新的权威数据统计，当光伏等新能源发电占到大电网容量的30%以上时，将会影响电网的正常稳定特性，导致电网出现波动，而如果在新能源的基础上增加储能设备，则大电网中，新能源发电的比例可以进一步提尚到60%左右。
[0005]目前市面上应用的光伏储能装置还较少，如，从高压到低压，一般采用BUCK电路进行降压，而从低压到高压一般采用Boost电路进行升压，如图1为BUCK降压电路，图2为Boost升压电路。
[0006]Buck电路可以实现从高压到低压的能量转换，而Boost电路可以实现从低压到高压的能量转换，但在实际使用过程中，因为一般电池板输入的电压较高，高达600V，而电池电压一般较低，在60V的使用范围左右，如此大的差别，导致BUCK电路和Boost电路在工作时的开关管(如图1和图2中的SI和S2)的驱动脉冲很窄，基本只有10%左右，不利于精确控制电压，导致充放电的控制精度较低，同时高压侧和低压侧有直接的电气联系，导致电池侧具有较高的电气危险。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中光伏储能装置的问题，本申请提供一种光伏储能装置，包括光伏电池组件、储能单元和双向换流器；
[0008]双向换流器电性连接于光伏电池组件和储能单元之间；双向换流器用于光伏电池组件向储能单元进行充电过程的能量传递，同时也用于储能单元向光伏电池组件进行放电过程的能量传递。
[0009]一种实施例中，双向换流器为双向全桥式换流电路。
[0010]一种实施例中，双向全桥式换流电路包括第一全桥电路、变压器和第二全桥电路；
[0011 ] 第一全桥电路与光伏电池组件电性连接，第二全桥电路与储能单元电性连接；
[0012]变压器电性连接于第一全桥电路和第二全桥电路之间，以进行光伏电池组件和储能单元之间的能量传递。
[0013]一种实施例中，变压器的匝数比等于光伏电池组件输入的高电压与储能单元输入的低电压的比值。
[0014]一种实施例中，第一全桥电路和第二全桥电路分别包括四个开关器件，四个开关器件中，一对角的两个开关器件与另一对角的两个开关器件分别交替导通或截止。
[0015]一种实施例中，开关器件为IGBT或MOSFET。
[0016]—种实施例中，储能单元为蓄电池组。
[0017]依据上述实施例的光伏储能装置，由于双向换流器可以实现光伏电池组件与储能单元之间进行充放电过程的双向能量传递，既光伏电池组件向储能单元充电时，双向换流器向储能单元传递能量，同时，储能单元向光伏电池组件放电时，双向换流器向光伏电池组件传递能量，使得本实用新型的光伏储能装置通过双向换流器可以实现两个方向上的能量传递，进一步提高了充放电的精度控制。
【附图说明】
[0018]图1为现有技术中BUCK降压电路的结构示意图；
[0019]图2为现有技术中Boost升压电路的结构示意图；
[0020]图3为本例的光伏储能装置原理图；
[0021]图4为本例的双向全桥式换流电路的电路图；
[0022]图5为本例的光伏电池组件向储能单元第一充电状态的能量传递示意图；
[0023]图6为本例的光伏电池组件向储能单元第二充电状态的能量传递示意图；
[0024]图7为本例的储能单元向光伏电池组件第一放电状态的能量传递示意图；
[0025]图8为本例的储能单元向光伏电池组件第二放电状态的能量传递示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0027]光伏储能装置:所谓光伏储能装置为将光伏发电系统中多余的能量存储起来，在夜间或者有需要的时候再把存储的能量释放出来的一套系统。
[0028]双向全桥式换流电路:一种可以从直流高压到直流低压传递能量，同时也能满足从直流低压到直流高压传递能量的全桥电路。
[0029]全桥电路:是由4个开关器件组成；双向全桥式换流电路即为高压侧和低压侧均为全桥式电路组成。
[0030]在本实用新型实施例中，通过双向换流器实现光伏电池组件与储能单元之间进行充放电过程的双向能量传递，配合传统的buck和boost电路后，能提高整体充放电的控制精度。
[0031]本例的光伏储能装置包括光伏电池组件1、储能单元2、双向换流器3和升降压电路；光伏电池组件I与双向换流器3之间通过升降压电路电性连接，升降压电路用于光伏电池组件I与双向换流器3之间的升降压环节，以便更好的控制电压，其原理图如图3所示。
[0032]双向换流器3用于光伏电池组件I向储能单元2进行充电过程的能量传递，同时也用于储能单元2向光伏电池组件I进行放电过程的能量传递。
[0033]本例的储能单元2具体为蓄电池组，双向换流器3为双向全桥式换流电路，双向全桥式换流电路包括第一全桥电路31、变压器32和第二全桥电路33 ;第一全桥电路31与光伏电池组件I电性连接，第二全桥电路33与储能单元2电性连接；变压器32电性连接于第一全桥电路31和第二全桥电路33之间，以进行光伏电池组件I和储能单元2之间的能量传递。明显地，光伏电池组件I向双向换流器3输入高电压，而储能单元2向双向换流器3输入低电压，光伏电池组件I输入的高电压与储能单元2输入的低电压通过变压器32的匝数比来实现，即变压器32的匝数比等于光伏电池组件I输入的高电压与储能单元2输入的低电压的比值，如，低压侧的储能单元2的电压为50V，高压侧的光伏电池组件I的电压为400V，则变压器32的匝数比为8:1。
[0034]本例的第一全桥电路31和第二全桥电路33分别包括四个开关器件，如图4所示，第一全桥电路31的四个开关器件分别为:S1、S2、S3和S4，第二全桥电路33的四个开关器件分别为:S5、S6、S7和S8，第一全桥电路31和第二全桥电路33的四个开关器件中，一对角的两个开关器件与另一对角的两个开关器件分别交替导通或截止，如，第一全桥电路31的四个开关器件中，一对角的两个开关器件SI和S4导通，另一对角的两个开关器件S2和S3截止，且两对角的开关器件每隔半个周期互补切换为导通或截止。
[0035]具体的，开关器件为IGBT或MOSFET，第一全桥电路31的四个开关器件分别为:Dl、D2、D3和D4，第二全桥电路33的四个开关器件分别:D5、D6、D7和D8，当光伏电池组件I需要向储能单元2充电时，光伏电池组件I每半个周期通过双向换流器3的变压器32向储能单元2传送能量，而储能单元2通过开关器件进行全桥式整流，完成高压侧向低压侧传递能量的过程，如图5和图6所示。同样的，当储能单元2需要向光伏电池组件I放电时，储能单元2每半个周期通过双向换流器3的变压器32向光伏电池组件I传送能量，而光伏电池组件I通过开关器件进行全桥式整流，完成低压侧向高压侧传递能量的过程，如图7和图8所示。
[0036]本实用新型的光伏储能装置通过双向换流器3实现两个方向上的能量传递，可以简化整个电路设计，具有简单的电路拓扑，通过变压器32的匝比配合升降压电路，占空比可以放大，所以可以提高充放电的精度控制，另外，由于整个电流流向的过程中，变压器32作为电气隔离器件，使得高压侧和低压侧具有足够的电气间隙，使得本实用新型的光伏储能装置具有更高等级的安全特性。
[0037]以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
【主权项】
1.光伏储能装置，包括光伏电池组件(I)和储能单元(2)，其特征在于，还包括:双向换流器⑶； 所述双向换流器(3)电性连接于所述光伏电池组件(I)和所述储能单元(2)之间；所述双向换流器(3)用于所述光伏电池组件(I)向所述储能单元(2)进行充电过程的能量传递，同时也用于所述储能单元(2)向所述光伏电池组件(I)进行放电过程的能量传递。
2.如权利要求1所述的光伏储能装置，其特征在于，所述双向换流器(3)为双向全桥式换流电路。
3.如权利要求2所述的光伏储能装置，其特征在于，所述双向全桥式换流电路包括第一全桥电路(31)、变压器(32)和第二全桥电路(33); 所述第一全桥电路(33)与所述光伏电池组件(I)电性连接，所述第二全桥电路(33)与所述储能单元(2)电性连接； 所述变压器(32)电性连接于所述第一全桥电路(31)和第二全桥电路(33)之间，以进行所述光伏电池组件(I)和储能单元(2)之间的能量传递。
4.如权利要求3所述的光伏储能装置，其特征在于，所述变压器(32)的匝数比等于所述光伏电池组件(I)侧的电压与储能单元(2)侧的电压的比值。
5.如权利要求4所述的光伏储能装置，其特征在于，所述第一全桥电路(31)和第二全桥电路(33)分别包括四个开关器件，所述四个开关器件中，一对角的两个开关器件与另一对角的两个开关器件分别交替导通或截止。
6.如权利要求5所述的光伏储能装置，其特征在于，所述开关器件为IGBT或MOSFET。
7.如权利要求6所述的光伏储能装置，其特征在于，所述储能单元(2)为蓄电池组。
【专利摘要】光伏储能装置,包括光伏电池组件(1)、储能单元(2)和双向换流器(3)；双向换流器(3)电性连接于光伏电池组件(1)和所述储能单元(2)之间；双向换流器(3)用于光伏电池组件(1)向所述储能单元(2)进行充电过程的能量传递，同时也用于储能单元(2)向光伏电池组件(1)进行放电过程的能量传递。由于双向换流器(3)可以实现光伏电池组件(1)与储能单元(2)之间进行充放电过程的双向能量传递，使得本实用新型的光伏储能装置通过双向换流器(3)可以实现两个方向上的能量传递，进一步提高了光伏电池组件(1)与储能单元(2)之间进行充放电的精度控制。
【IPC分类】H02S10-20
【公开号】CN204559467
【申请号】CN201520246662
【发明人】李晓峰, 丁永强
【申请人】深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月22日