一種鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，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(wǎng)放電，采用交直流一體結(jié)構(gòu)，將光伏儲(chǔ)能和并網(wǎng)技術(shù)充分結(jié)合，協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)光伏儲(chǔ)能和并網(wǎng)技術(shù)的智能控制，在用電低谷時(shí)期或光照充足時(shí)對(duì)電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能，在用電高峰時(shí)期或其他需要用電時(shí)期并網(wǎng)發(fā)電，解決了電能供需不平衡的問題，作為電網(wǎng)的有效補(bǔ)充，對(duì)電網(wǎng)起到調(diào)峰填谷作用，系統(tǒng)體積小，使用壽命長，具有光伏儲(chǔ)能具有最大功率跟蹤功能及全天候工作效應(yīng)。
【專利說明】-種鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能是一種被公認(rèn)的可以取之不盡用之不竭的新型能源之一，但太陽能的并網(wǎng) 會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全性能帶來影響，必須有先進(jìn)的儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)作支撐。儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)很 大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性及波動(dòng)性問題，通過調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電 壓、頻率及相位的變化，使太陽能發(fā)可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)?，F(xiàn)有的光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，一般是采 用鉛酸蓄電池作為傳統(tǒng)儲(chǔ)能裝置，鉛酸蓄電池存在儲(chǔ)能效率較低、儲(chǔ)存能量密度低、體積大 以及使用壽命短等技術(shù)缺陷。
[0003] 為了提高電網(wǎng)對(duì)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的接納能力，增強(qiáng)電網(wǎng)的兼容性，減小系統(tǒng)體積及 提高儲(chǔ)能密度，鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為必然趨勢(shì)。
[0004] 目前，光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)只是在光照充足的時(shí)候進(jìn)行儲(chǔ)能，而在市電的用電低谷階段 卻不能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，導(dǎo)致在光照不足或連續(xù)陰雨天時(shí)，導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)不能得到充足利用，在需 要用電或用電高峰期，儲(chǔ)能系統(tǒng)無法提供足夠的能量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有供電系統(tǒng)電能 供需不平衡的問題。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系 統(tǒng)，包括鋰電池組和光伏陣列，所述鋰電池組用于通過雙向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(chǔ)能電池管理系統(tǒng)，光伏陣列連接 有光伏電池管理系統(tǒng)；所述儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)與電池架監(jiān)控單元通訊連接，雙向AC/DC變 換器與對(duì)應(yīng)的雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元雙向通訊連接，DC/DC變換器與對(duì)應(yīng)的DC/DC變 換器監(jiān)控單元雙向通訊連接。
[0007] 所述電池架監(jiān)控單元、雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元、DC/DC變換器監(jiān)控單元均與后 臺(tái)監(jiān)控單元連接。
[0008] 所述電池架監(jiān)控單元、雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元、DC/DC變換器監(jiān)控單元均通過 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與后臺(tái)監(jiān)控單元連接。
[0009] 該供電系統(tǒng)還包括與光伏電池管理系統(tǒng)通訊連接的環(huán)境檢測儀。
[0010] 所述環(huán)境檢測儀通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與后臺(tái)監(jiān)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(jiān)控單元和DC/DC變換器與DC/DC變 換器監(jiān)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(tǒng)或電池架監(jiān)控單元通訊 連接。
[0013] 本發(fā)明的鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)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(wǎng)放電，采用交直流一體 結(jié)構(gòu)，將光伏儲(chǔ)能和并網(wǎng)技術(shù)充分結(jié)合，協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)光伏儲(chǔ)能和并網(wǎng)技術(shù)的智能控制， 在用電低谷時(shí)期或光照充足時(shí)對(duì)電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能，在用電高峰時(shí)期或其他需要用電時(shí) 期并網(wǎng)發(fā)電，解決了電能供需不平衡的問題，作為電網(wǎng)的有效補(bǔ)充，對(duì)電網(wǎng)起到調(diào)峰填谷作 用，系統(tǒng)體積小，使用壽命長，具有光伏儲(chǔ)能具有最大功率跟蹤功能及全天候工作效應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施例原理框圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的模式1工作的示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的模式2工作的示意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的模式3工作的示意圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明系統(tǒng)的模式4工作的示意圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明系統(tǒng)的模式5工作的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0021] 如圖1所示為本發(fā)明鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)實(shí)施例的原理圖，由圖可知，該 供電系統(tǒng)包括鋰電池組和光伏陣列，鋰電池組用于通過雙向AC/DC變換器與電網(wǎng)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(chǔ)能電池管理系統(tǒng)，光伏陣列連 接有光伏電池管理系統(tǒng)；儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)與電池架監(jiān)控單元通訊連接，雙向AC/DC變換 器與對(duì)應(yīng)的雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元雙向通訊連接，DC/DC變換器與對(duì)應(yīng)的DC/DC變換 器監(jiān)控單元雙向通訊連接，進(jìn)行通訊、控制及顯示功能。
[0022] 電池架監(jiān)控單元、雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元、DC/DC變換器監(jiān)控單元均通過網(wǎng)絡(luò) 交換機(jī)與后臺(tái)監(jiān)控單元連接，進(jìn)行以太網(wǎng)通訊，后臺(tái)監(jiān)控單元實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)及 環(huán)境情況。
[0023] 該供電系統(tǒng)還包括與光伏電池管理系統(tǒng)通訊連接的環(huán)境檢測儀，該環(huán)境檢測儀檢 測光伏陣列所處的環(huán)境信息，并通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與后臺(tái)監(jiān)控單元通訊連接，將信息上報(bào)后 臺(tái)監(jiān)控單元。
[0024] 本實(shí)施例的鋰電池組由多個(gè)單體電池串并聯(lián)構(gòu)成，儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測單 體電池信息，并上送電池架監(jiān)控單元；光伏電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)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(tǒng)（如圖1所示）或電池 架監(jiān)控單元通訊連接，用于采集電池組的電池信息，根據(jù)相關(guān)的S0C等數(shù)據(jù)調(diào)整對(duì)電池組 進(jìn)行充電時(shí)的控制參數(shù)，例如充電電流、充電時(shí)間等。
[0026] 本發(fā)明鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)的控制策略為：當(dāng)用電低谷期或有光照的時(shí) 期，雙向AC/DC變換器或DC/DC變換器向電池組充電；當(dāng)用電高峰期且有光照時(shí)，光伏陣列 通過DC/DC變換器向電池組充電，鋰電池組經(jīng)雙向AC/DC變換器放電并入電網(wǎng)；當(dāng)用電高峰 期且無光照時(shí)，光伏陣列及DC/DC變換器停止工作，鋰電池組經(jīng)雙向AC/DC變換器放電并入 電網(wǎng)，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(duì)鋰電池組進(jìn)行儲(chǔ)能：當(dāng)光照充足且用電負(fù)荷不需儲(chǔ)能電池系統(tǒng) 供電時(shí)，光伏陣列通過DC/DC變換器對(duì)鋰電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能，且實(shí)現(xiàn)光伏陣列的最大功 率跟蹤控制，能量流動(dòng)如圖2實(shí)線所示。
[0028] 模式2 :僅市電對(duì)電池組儲(chǔ)能：當(dāng)夜間或連續(xù)陰雨等無光照情況下，且用電處在低 谷時(shí)期時(shí)，市電通過AC/DC變換器對(duì)鋰電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能，能量流動(dòng)如圖3實(shí)線所示。
[0029] 模式3 :光伏和市電同時(shí)對(duì)光伏儲(chǔ)能：當(dāng)光照充足且用電處在低谷時(shí)期時(shí)，光伏陣 列通過DC/DC變換器對(duì)鋰電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能，且實(shí)現(xiàn)光伏陣列的最大功率跟蹤；市電通 過AC/DC變換器對(duì)鋰電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能，能量流動(dòng)如圖4實(shí)線所示。
[0030] 模式4 :鋰電池組僅處于并網(wǎng)運(yùn)行：當(dāng)夜間或連續(xù)陰雨等無光照情況下，且處于用 電高峰，鋰電池組通過AC/DC變換器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，達(dá)到補(bǔ)充電網(wǎng)的作用，能量流動(dòng)如圖5實(shí)線 所示。
[0031] 模式5:光伏對(duì)鋰電池組儲(chǔ)能同時(shí)鋰電池組并網(wǎng)運(yùn)行：當(dāng)光照充足且在用電高峰 期時(shí)，光伏陣列通過DC/DC變換器對(duì)鋰電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能，且實(shí)現(xiàn)光伏陣列的最大功率 跟蹤；鋰電池組通過AC/DC變換器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，達(dá)到補(bǔ)充電網(wǎng)的作用，能量流動(dòng)如圖6實(shí)線所 /_J、1 〇
[0032] 以上實(shí)施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng) 域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，在【具體實(shí)施方式】 及應(yīng)用范圍上所做的任何改動(dòng)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：包括鋰電池組和光伏陣列，所述鋰 電池組用于通過雙向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(chǔ)能電池管理系統(tǒng)，光伏陣列連接有光伏電池管理系統(tǒng)；所述儲(chǔ)能電池管 理系統(tǒng)與電池架監(jiān)控單元通訊連接，雙向AC/DC變換器與對(duì)應(yīng)的雙向AC/DC變換器監(jiān)控單 元雙向通訊連接，DC/DC變換器與對(duì)應(yīng)的DC/DC變換器監(jiān)控單元雙向通訊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：所述電池架監(jiān)控 單元、雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元、DC/DC變換器監(jiān)控單元均與后臺(tái)監(jiān)控單元連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：所述電池架監(jiān)控 單元、雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元、DC/DC變換器監(jiān)控單元均通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與后臺(tái)監(jiān)控單 元連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：該供電系統(tǒng)還包 括與光伏電池管理系統(tǒng)通訊連接的環(huán)境檢測儀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境檢測儀 通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與后臺(tái)監(jiān)控單元通訊連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：所述雙向AC/DC 變換器與雙向AC/DC變換器監(jiān)控單元和DC/DC變換器與DC/DC變換器監(jiān)控單元的雙向通訊 方式均為CAN通訊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其特征在于：所述雙向AC/DC 變換器、DC/DC變換器還與電池管理系統(tǒng)或電池架監(jiān)控單元通訊連接。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104124702SQ201410290950
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】單棟梁, 陳天錦, 鄧長吉, 李彩生, 賈耀云, 王聰慧, 李 杰, 朱子庚, 黃棟杰, 劉向立, 王攀攀, 魏艷研 申請(qǐng)人:許繼電氣股份有限公司, 許繼電源有限公司