一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置，包括基于MPPT的DC‑DC转换器、超级电容器、双向充电器、蓄电池系统和并网逆变器，基于MPPT的DC‑DC转换器的输出端与超级电容器、双向充电器及并网逆变器连接，双向充电器还与蓄电池系统连接，基于MPPT的DC‑DC转换器用于跟踪来自海上浮式太阳能发电装置的可变电压和功率，超级电容器用于稳定输入电压。本实用新型专利技术优化了海上浮式太阳能发电系统的功率调节，可提高海上浮式的太阳能发电效率，提升太阳能发电效益，利于支持太阳能电源连接到电网以及用户的电力输出，利于海上太阳能发电技术的应用及推广。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置
本技术涉及太阳能发电领域，尤其涉及一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置。
技术介绍
常见的能量来源有煤、天然气的燃烧和核能，但是温室气体排放和安全等问题逐渐凸显。转向可再生能源的发展为短期内较好的方向。浮在海面上的太阳能电池板不稳定，且其电能输出功率严重受季节、海浪和太阳的影响，从而使得输出至岸侧的电力不稳定。且安装于岸侧的功率调节装置虽然没有直接接触盐水，但其仍然面临海水腐蚀等问题，更主要是由于海上漂浮式太阳能电池板受水力、风力等影响，其产生的直流电非常不稳定，目前的功率调节装置不能很好地适用于海上浮式太阳能发电系统，限制了海上浮式太阳能发电的效益提升。因此，有必要对设置于岸侧的功率调节装置进一步改进。
技术实现思路
为克服现有技术存在的上述不足，本技术提供一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置，其能够或者至少在一定程度上可提高海上浮式的太阳能发电效率，提升太阳能发电效益。其通过以下技术方案实现：一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置，包括基于MPPT的DC-DC转换器、超级电容器、双向充电器、蓄电池系统和并网逆变器，所述的基于MPPT的DC-DC转换器的输入端用于连接海上浮式太阳能发电装置的输出端，所述的基于MPPT的DC-DC转换器的输出端与所述超级电容器、所述双向充电器及所述并网逆变器连接，所述双向充电器还与所述蓄电池系统连接，所述的基于MPPT的DC-DC转换器用于跟踪来自所述海上浮式太阳能发电装置的可变电压和功率，所述超级电容器用于稳定输入电压。进一步地，所述的基于MPPT的DC-DC转换器的拓扑结构包括H桥功率转换器，一所述H桥功率转换器包括4个晶体管、一个高频变压器、桥式整流器和一个L-C滤波器。进一步地，所述的基于MPPT的DC-DC转换器可以被消除，即直接与所述超级电容器连接。进一步地，所述超级电容器为超级电容器网络，包括串联或并联的多个超级电容器。进一步地，还包括平衡电路，所述平衡电路用于平衡每个超级电容器的电压。进一步地，所述双向充电器，包括一个H桥转换器，带有所有的双向功率器件。进一步地，所述的并网逆变器，通过脉冲宽度调制将电源处理为交流电，包括3个逆变器支路，以用于3相输出，其输出端有一个滤波器。本技术的有益效果在于，通过基于MPPT的DC-DC转换器、超级电容器及蓄电池系统，优化了海上浮式太阳能发电系统的功率调节，可提高海上浮式的太阳能发电效率，提升太阳能发电效益，利于支持太阳能电源连接到电网以及用户的电力输出，利于海上太阳能发电技术的应用及推广。附图说明下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。图1为本技术实施例的原理框图；图2为本技术实施例的基于MPPT的DC-DC转换器电路示意图；图3为本技术实施例的基于MPPT的DC-DC转换器的典型MPPT示意图；图4为本技术实施例的双向充电器电路示意图；图5为本技术实施例的并网逆变器电路示意图。具体实施方式下面结合附图以及实施方式对本技术进行进一步的描述：一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置，如图1所示，包括基于MPPT的DC-DC转换器、超级电容器、双向充电器、蓄电池系统和并网逆变器，基于MPPT的DC-DC转换器的输入端用于连接海上浮式太阳能发电装置的输出端，基于MPPT的DC-DC转换器的输出端与超级电容器、双向充电器及并网逆变器连接，双向充电器还与蓄电池系统连接，基于MPPT的DC-DC转换器用于跟踪来自海上浮式太阳能发电装置的可变电压和功率，超级电容器用于稳定输入电压。具体实施时，超级电容器优选为超级电容器网络，包括串联或并联的多个超级电容器。优选还包括平衡电路，平衡电路用于平衡每个超级电容器的电压。本实施例集中于高功率电力调节。具体实施时，可由800V-1000V的一组直流电力电缆传输的电能转移到岸上，这个功率是无条件的，需要一个第一级DC-DC转换器，即基于MPPT的DC-DC转换器。然后通过双向充电器连接到超级电容网络，蓄电池系统。充电器是双向的，然后连接到下一级并网逆变器进行交流输出。交流是有能力的电网连接或简单的交流输出。所有金属外壳或接地必须正确完成，以防雷电。整个系统的关键组成包括基于MPPT的DC-DC转换器、超级电容器网络、双向充电器和充电电路、蓄电池系统、并网逆变器和保护系统。最后的交流输出连接到用于连接到电力公司的变电站。优选基于MPPT的DC-DC转换器的拓扑结构包括H桥功率转换器，一H桥功率转换器包括4个晶体管、一个高频变压器、桥式整流器和一个L-C滤波器。如图2所示，基于MPPT的DC-DC转换器用于对从太阳能电池板产生的不稳定直流电高功率DC电源处理。来自太阳能发电的直流电将随着海水波纹或水波，风，太阳角度，太阳时间和其他环境调节而变化，并且变化较大，因此需要功率调节。该电路由两个反相器支路组成，每个反相器支路由支路A(T1A和T2A)和支路b(T1B和T2B)组成。MPPT(最大功率点跟踪)是在给定日光强度下产生较高功率的典型方法。这种方法需要从输入端调整功率以通过电压转换比搜索最大功率：Vo/Vin＝φ/π其中φ是臂A和臂B之间的相位角。对于最大电压输出，φ等于π。通常太阳能电池板的系统功率是所连接的数个太阳能电池或太阳能电池板的总和。检测方法是当电压增加时，如图3所示，如果功率曲线Sp的斜率从正变到负，则进行检测。MPPT提供从太阳能电池板到DC系统的优化电力转换。优化的输出是一个直流链路，由电池系统通过双向充电器和并网逆变器组成。当基于MPPT的DC-DC转换器不可用或未使用时，图1所示的基于MPPT的DC-DC转换器可被消除，并直接从直流输入端流向超级电容器网络。超级电容器网络是电压稳定的关键部分。当输入端有任何不稳定或变化时，它提供电压滤波器，噪声滤波器和输入端的稳定，这一般是由太阳能输入随着水波，太阳能角度和其他环境条件和天气而变化引起。它是串联或并联的多个电容器的连接。通常超级电容器的额定电压均为2.7V。对于1000V额定值，需串联多个电容器。优选还包括一个超级电容器平衡系统。有两个典型的平衡器可以使用，一种是被动的，即使用一个电阻承担任何过压电容；一个是主动的，使用电力电子电路将过充电或过压电容器转移到其他低压电容器。如图4所示，双向充电器将提供从直流到电池的电力转换，因此它必须是双向的，包括的所有电力设备都是双向的。LC电路旁边的4个晶体管是一个桥式双向整流器，专门用于电池组的充放电。如图5所示，电源逆变器将电池充电器的直流电转换为交流电输出。它也具有并网能力。输出端有一个滤波器，用于滤除连接到交流电网的纹波，谐波和其他意想不到的噪声，或作为用户或设备的交流电源。双向逆变器由3相组成，如图5电路中3个逆变器支路所示，通过脉冲宽度调制将电源处理为交流电。需要特别指出的是，输出电能可以通过充电方式而存储在电瓶车中，电力可以通过电瓶车而提供给处于任意地点的用户，这一供电方式被称之为PMA(PowerMobilityAnywhere)，PMA是一种电缆连接的替代方式。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置，其特征在于，包括基于MPPT的DC‑DC转换器、超级电容器、双向充电器、蓄电池系统和并网逆变器，所述的基于MPPT的DC‑DC转换器的输入端用于连接海上浮式太阳能发电装置的输出端，所述的基于MPPT的DC‑DC转换器的输出端与所述超级电容器、所述双向充电器及所述并网逆变器连接，所述双向充电器还与所述蓄电池系统连接，所述的基于MPPT的DC‑DC转换器用于跟踪来自所述海上浮式太阳能发电装置的可变电压和功率，所述超级电容器用于稳定输入电压。

【技术特征摘要】
2017.11.27 HK 17112458.11.一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置，其特征在于，包括基于MPPT的DC-DC转换器、超级电容器、双向充电器、蓄电池系统和并网逆变器，所述的基于MPPT的DC-DC转换器的输入端用于连接海上浮式太阳能发电装置的输出端，所述的基于MPPT的DC-DC转换器的输出端与所述超级电容器、所述双向充电器及所述并网逆变器连接，所述双向充电器还与所述蓄电池系统连接，所述的基于MPPT的DC-DC转换器用于跟踪来自所述海上浮式太阳能发电装置的可变电压和功率，所述超级电容器用于稳定输入电压。2.如权利要求1所述的一种用于海上浮式太阳能发电系统的岸侧功率调节装置，其特征在于，所述的基于MPPT的DC-DC转换器的拓扑结构包括H桥功率转换器，一所述H桥功率转换器包括4个晶体管、一个高频变压器、桥式整流器和一个L-C滤波器。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：许世辉，郑家伟，陈家荣，劳伟筹，
申请(专利权)人：汇能创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：中国香港,81