一种光伏系统技术方案

本申请公开了一种光伏系统，以提高能量利用率。该系统包括光伏阵列、储能变换器、蓄电池和光伏逆变器，其中，储能变换器分别与光伏阵列、蓄电池和光伏逆变器连接，用于：在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，将输入的一部分直流电提供给光伏逆变器，将另一部分直流电存入蓄电池；在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，将输入的直流电作为一部分直流电提供给光伏逆变器，并从蓄电池获取另一部分直流电提供给光伏逆变器。由于省去了光伏逆变器向储能变换器发送控制指令的过程，使得储能变换器控制蓄电池蓄电状态和放电状态之间的切换更为及时，有利于提高了能量利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏系统
本申请涉及光伏发电
，尤其涉及一种光伏系统。
技术介绍
光伏系统能够将光能转化为电能，并为三相电网供电。一般，光伏系统中包括光伏逆变器，光伏逆变器的直流端口与光伏阵列连接，交流端口与三相电网连接，光伏逆变器可以将光伏阵列产生的直流电转换交流电后输出给三相电网。由于光伏阵列的输出功率波动较大，因此大多数光伏系统会采用光伏超配的技术方案，即光伏阵列的理论输出功率与光伏逆变器的转换功率之间的比值大于1:1。对于采用光伏超配方案的光伏系统，在光伏阵列输出功率良好的情况下，光伏逆变器无法将光伏阵列输出的所有直流电转换为交流电并输出给三相电网，这便造成了一定的浪费，因此，需要在光伏系统中增加储能变换器和蓄电池，以在蓄电池中存储多余的能量。在一种现有的光伏系统中，光伏逆变器分别与光伏阵列和储能变换器连接，根据光伏阵列提供的直流电的电能的大小向储能变换器提供控制指令，储能变换器根据控制指令进行储能路径和放电路径的切换，从而实现对蓄电池蓄电和放电的控制。然而，光伏逆变器向储能变换器提供控制指令的过程具有一定时延，使控制蓄电池蓄电和放电的切换不够及时，造成光伏系统的能量利用率下降，因此，现有的具备储能功能的光伏系统能量利用率还有待进一步提升。
技术实现思路
本申请提供一种光伏系统，用以提高光伏系统的能量利用率。第一方面，本申请实施例提供一种光伏系统，包括：光伏阵列、储能变换器、蓄电池和光伏逆变器。其中，光伏阵列用于将吸收的光能转化为直流电的电能，并将直流电输出给储能变换器。储能变换器包括至少一个光伏端口、至少一个蓄电端口和至少一个逆变器端口，储能变换器的至少一个光伏端口与光伏阵列连接，至少一个蓄电端口与蓄电池连接，至少一个逆变器端口与光伏逆变器连接，储能变换器用于：在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，将从光伏端口输入的一部分直流电通过逆变器端口提供给光伏逆变器，将从光伏端口输入的另一部分直流电通过蓄电端口存入蓄电池；在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，将从光伏端口输入的直流电作为一部分直流电通过逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过蓄电端口从蓄电池获取另一部分直流电通过逆变器端口提供给光伏逆变器。蓄电池用于存储储能变换器提供的直流电或为储能变换器提供直流电。光伏逆变器包括至少一个直流端口和至少一个交流端口，光伏逆变器的至少一个直流端口与储能变换器的逆变器端口连接，至少一个交流端口与电网连接，光伏逆变器用于通过直流端口从储能变换器接收直流电，将直流电变换为交流电后通过交流端口将交流电输出给电网。采用以上系统架构，光伏阵列与储能变换器直接连接，由储能变换器直接根据光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能与电网单位时间内所需的电能之间的大小关系控制蓄电池蓄电或放电，省去了光伏逆变器向储能变换器发送指令的过程，降低了控制蓄电池在蓄电状态和放电状态之间切换的时延，从而有利于提高系统的能量利用率。基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，储能变换器还用于：在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，根据光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能对光伏阵列进行最大功率点跟踪；在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内的电能时，向光伏逆变器发送第一指令，第一指令用于触发光伏逆变器对光伏阵列进行最大功率点跟踪。采用以上系统架构，由于储能变换器通过不同的端口分别与光伏阵列和光伏逆变器连接，因此储能变换器可以较为准确地确定光伏阵列单位时间内为储能变换器提供的直流电的电能的能量值，从而可以更精确地跟踪光伏阵列的最大功率点，进而提高光伏系统的能量利用率。在光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于电网单位时间内所需的电能时，储能变换器无法对光伏阵列进行最大功率点跟踪，储能变换器可以通过第一指令触发光伏逆变器的最大功率点跟踪功能，由光伏逆变器实现对光伏阵列的最大功率点跟踪。基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，储能变换器包括控制单元和多个变换器单元；控制单元，与多个变换器单元连接，用于：针对任一变换器单元，根据电网单位时间内所需的电能，确定该变换器单元在单位时间内需要向光伏逆变器提供的单元电能；在该变换器单元单位时间内从光伏端口接收的直流电的电能大于该变换器单元的单元电能时，向该变换器单元提供第一控制信号；在该变换器单元单位时间内从光伏端口接收的直流电的电能小于该变换器单元的单元电能时，向该变换器单元提供第二控制信号；储能变换器的多个变换器单元，分别与储能变换器的多个光伏端口、多个逆变器端口一一对应连接，任一变换器单元用于：接收从对应的光伏端口输入的直流电；在收到控制单元提供的第一控制信号时，将从对应的光伏端口接收的一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给光伏逆变器，将从对应的光伏端口输入的另一部分直流电通过蓄电端口存入蓄电池；在收到所述控制单元提供的第二控制信号时，将从对应的光伏端口接收的直流电作为一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过蓄电端口从蓄电池获取另一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给光伏逆变器。采用以上系统架构，储能变换器多个变换器单元分别与多个光伏端口一一对应连接，使得储能变换器可以实现对光伏阵列更为精细的最大功率点跟踪，而且，多个变换器单元分别与多个逆变器端口一一对应连接，使得储能变换器可以与组串式光伏逆变器连接，为在光伏系统中集成组串式光伏逆变器提供了基础。基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，变换器单元包括能量传感器、第一节点和第一直流转换器；第一节点与变换器单元对应的逆变器端口连接；能量传感器，分别与变换器单元对应的光伏端口、第一节点和控制单元连接，用于检测单位时间内从光伏端口接收、向第一节点传递的直流电的电能的能量值，并将该能量值提供给控制单元；第一直流转换器，分别与控制单元、第一节点和蓄电端口连接，用于在接收到控制单元提供的第一控制信号时，将从能量传感器流向第一节点的一部分直流电通过第一节点连接的逆变器端口提供给光伏逆变器，将从能量传感器流向第一节点的另一部分直流电通过蓄电端口存入蓄电池；或，在接收到控制单元提供的第二控制信号时，将从能量传感器流向第一节点的直流电作为一部分直流电通过第一节点连接的逆变器端口提供给光伏逆变器，并通过蓄电端口从蓄电池获取另一部分直流电通过第一节点连接的逆变器端口提供给光伏逆变器。在上述系统架构中，提供了一种储能变换器的具体实现结构。基于上述第一方面，一种可能的实现方式中，光伏逆变器包括交直流转换器、多个第二直流转换器、交流端口和多个直流端口；多个第二直流转换器分别与交直流转换器和多个直流端口一一对应连接，任一第二直流转换器用于：从对应的直流端口接收储能变换器提供的直流电，对直流电进行升压并将升压后的直流电提供给交直流转换器；交直流转换器与光伏逆变器的交流端口连接，用于：接收多个第二直流转换器提供的升压后的直流电，将升压后的直流电转换为交流电并通过交流端口将交流电输出给电网。采用上述系统架构，系统中的光伏逆变器可以为组串式光伏逆变器，由于组串式光伏逆变器在对光伏阵列进行最大功率点跟踪时，比集中式光伏逆变器更为精确，能量利用率更高，因此采用上述系统架构有利于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏系统，其特征在于，包括：光伏阵列、储能变换器、蓄电池和光伏逆变器；所述光伏阵列用于将吸收的光能转化为直流电的电能，并将所述直流电输出给所述储能变换器；所述储能变换器，包括至少一个光伏端口、至少一个蓄电端口和至少一个逆变器端口，所述至少一个光伏端口与所述光伏阵列连接，所述至少一个蓄电端口与所述蓄电池连接，所述至少一个逆变器端口与所述光伏逆变器连接，所述储能变换器用于：在所述光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，将从所述光伏端口输入的一部分直流电通过所述逆变器端口提供给所述光伏逆变器，将从所述光伏端口输入的另一部分直流电通过所述蓄电端口存入所述蓄电池；在所述光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于所述电网单位时间内所需的电能时，将从所述光伏端口输入的直流电作为一部分直流电通过所述逆变器端口提供给所述光伏逆变器，并通过所述蓄电端口从所述蓄电池获取另一部分直流电通过所述逆变器端口提供给所述光伏逆变器；所述蓄电池用于存储所述储能变换器提供的直流电或为所述储能变换器提供直流电；所述光伏逆变器，包括至少一个直流端口和至少一个交流端口，所述至少一个直流端口与所述储能变换器连接，所述至少一个交流端口用于与所述电网连接，所述光伏逆变器用于通过所述直流端口从所述储能变换器接收直流电，将所述直流电变换为交流电后通过所述交流端口将所述交流电输出给所述电网。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏系统，其特征在于，包括：光伏阵列、储能变换器、蓄电池和光伏逆变器；所述光伏阵列用于将吸收的光能转化为直流电的电能，并将所述直流电输出给所述储能变换器；所述储能变换器，包括至少一个光伏端口、至少一个蓄电端口和至少一个逆变器端口，所述至少一个光伏端口与所述光伏阵列连接，所述至少一个蓄电端口与所述蓄电池连接，所述至少一个逆变器端口与所述光伏逆变器连接，所述储能变换器用于：在所述光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于电网单位时间内所需的电能时，将从所述光伏端口输入的一部分直流电通过所述逆变器端口提供给所述光伏逆变器，将从所述光伏端口输入的另一部分直流电通过所述蓄电端口存入所述蓄电池；在所述光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于所述电网单位时间内所需的电能时，将从所述光伏端口输入的直流电作为一部分直流电通过所述逆变器端口提供给所述光伏逆变器，并通过所述蓄电端口从所述蓄电池获取另一部分直流电通过所述逆变器端口提供给所述光伏逆变器；所述蓄电池用于存储所述储能变换器提供的直流电或为所述储能变换器提供直流电；所述光伏逆变器，包括至少一个直流端口和至少一个交流端口，所述至少一个直流端口与所述储能变换器连接，所述至少一个交流端口用于与所述电网连接，所述光伏逆变器用于通过所述直流端口从所述储能变换器接收直流电，将所述直流电变换为交流电后通过所述交流端口将所述交流电输出给所述电网。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能变换器还用于：在所述光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能大于所述电网单位时间内所需的电能时，根据所述光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能对所述光伏阵列进行最大功率点跟踪；在所述光伏阵列单位时间内产生的直流电的电能小于所述电网单位时间内所需的电能时，向所述光伏逆变器发送第一指令，所述第一指令用于触发所述光伏逆变器对所述光伏阵列进行最大功率点跟踪。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述储能变换器包括控制单元和多个变换器单元；所述控制单元，与所述多个变换器单元连接，用于：针对任一变换器单元，根据所述电网单位时间内所需的电能，确定所述变换器单元在单位时间内需要向所述光伏逆变器提供的单元电能；在所述变换器单元单位时间内从所述光伏端口接收的直流电的电能大于所述单元电能时，向所述变换器单元提供第一控制信号；在所述变换器单元单位时间内从所述光伏端口接收的直流电的电能小于所述单元电能时，向所述变换器单元提供第二控制信号；所述多个变换器单元，分别与所述储能变换器的多个光伏端口、多个逆变器端口一一对应连接，任一所述变换器单元用于：接收从对应的光伏端口输入的直流电；在收到所述控制单元提供的所述第一控制信号时，将从对应的光伏端口接收的一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给所述光伏逆变器，将从对应的光伏端口输入的另一部分直流电通过所述蓄电端口存入所述蓄电池；在收到所述控制单元提供的所述第二控制信号时，将从对应的光伏端口接收的直流电作为一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给所述光伏逆变器，并通过所述蓄电端口从所述蓄电池获取另一部分直流电通过对应的逆变器端口提供给所述光伏逆变器。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变换器单元包括能量传感器、第一节点和第一直流转换器；所述第一节点与所述变换器单元对应的逆变器端口连接；所述能量传感器，分别与所述变换器单元对应的光伏端口、所述第一节点和所述控制单元连接，用于检测单位时间内从所述光伏端口接收、向所述第一节点传递的直流电的电能的能量值，并将所述能量值提供给所述控制单元；所述第一直流转换器，分别与所述控制单元、所述第一节点和所述蓄电端口连接，用于在接收到所述控制单元提供的第一控制信号时，将从所述能量传感器流向所述第一节点的一部分直流电通过所述第一节点连接的逆变器端口提供给所述光伏逆变器，将从所述能量传感器流向所述第一节点的另一部分直流电通过所述蓄电端口存入所述蓄电池；或，在接收到所述控制单元提供的第二控制信号时，将从所述能量传感器流向所述第一节点的直流电作为一部分直流电通过所述第一节点连接的逆变器端口提供给所述光伏逆变器，并通过所述蓄电端口从所述蓄电池获取另一部分直流电通过所述第一节点连接的逆变器端口提供给所述光伏逆变器；所述第一节点，与所述变换器单元对应的逆变器端口连接，用于从所述能量传感器和/或所述第一直流转换器接收直流电并通过所述逆变器端口提供给所述光伏逆变器。5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光伏逆变器包括交直流转换器、多个第二直流转换器、交流端口和多个直流端口；所述多个第二直流转换器分别与所述交直流转换器和所述多个直流端口一一对应连接，任一所述第二直流转换器用于：从对应的直流端口接收所述储能变换器提供的直流电，对所述直流电进行升压并将升压后的直流电提供给所述交直流转换器；所述交直流转换器与所述光伏逆变器的交流端口连接，用于：接收所述多个第二直流转换器提供的升压后的直流电，将所述升压后的直流电转换为交流电并通过所述交流端口将所述交流电输出给所述电网。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述储能变换器，还用于：在向所述光伏逆变器发送第一指令之后，向所述光伏逆变器发送多个电能信息；所述多个电能信息分别包括所述多个变换器单元的单元标识，以及所述单元标识对应的变换器单元单位时间内从所述蓄电池获取的直流电的电能的能量值；所述光伏逆变器对所述光伏阵列进行最大功率点跟踪时，具体用于：针对任一电能信息，根据所述电能信息中变换器单元的单元标识，确定第一变换器单元对应的目标直流转换器；所述第一变换器单元为所述储能变换器的多个变换器单元中，与所述单元标识对应的变换器单元；所述目标直流转换器为所述光伏逆变器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张先淼，唐挺，许飞，刘石川，郑小勇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44