分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，防逆流装置由并联在负载侧的三相整流电路、双向DC‑DC变换电路、储能电池和微处理器构成；三相整流电路的进线端与光伏逆变器出线端连接，其出线端依次与双向DC‑DC电路、储能电池连接构成不平衡电流的充电主回路；三相整流电路的出线端同时与逆变器的进线端通过接触器开关连接，形成电池放电回路。微处理器通过驱动三相整流电路、接触器开关以及DC‑DC电路开关管实现对电池的充放电控制。该系统将分布式光伏发电与电池储能系统相结合，通过在负载侧并联储能系统，解决用户侧三相负载不平衡引起的电流逆流电网问题的同时，有效的保障系统的安全、稳定、经济运行。

Three-phase unbalanced counter-current preventive device at user side of distributed photovoltaic power plant

The utility model discloses a three-phase unbalanced counter-current preventive device on the user side of distributed photovoltaic power plant, which is composed of three-phase rectifier circuit parallel to the load side, bidirectional DC_DC converter circuit, energy storage battery and microprocessor; the input end of three-phase rectifier circuit is connected with the output end of photovoltaic inverters, and the output end is connected with bidirectional DC_DC circuit and energy storage battery in turn. The main charging circuit of unbalanced current is formed, and the outlet of three-phase rectifier circuit is connected with the input of the inverter through contactor switch to form battery discharge circuit. Microprocessor controls charge and discharge of batteries by driving three-phase rectifier circuit, contactor switch and DC DC circuit switch. The system combines distributed photovoltaic power generation with battery energy storage system. By parallel energy storage system on load side, the current counter-current grid problem caused by unbalanced three-phase load on user side can be solved, and the safe, stable and economic operation of the system can be effectively guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置
本技术属于分布式光伏电站
，具体涉及一种适用于分布式光伏电站在用户侧三相负载不平衡条件下的基于电池储能的逆流防止装置。
技术介绍
分布式光伏发电是由多个光伏组件经适当的串并联连接组成的光伏阵列、汇流箱以及逆变器构成，它是一种具有广阔发展空间的新能源发电技术，能够将太阳能转换为电能供负载使用。分布式光伏发电以用户侧自发自用、多余电量上网的方式运行，它提倡就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则。由于光伏发电输出功率的不可预测和波动性，使其常采用最大功率点跟踪技术产生最大光伏输出功率并入电网，光伏发电供低压用户使用时，并没有考虑到负载的实际能耗情况，并网时当负载功率小于光伏发电功率或者三相负载中某相的负载功率小于光伏发电功率时，会导致光伏发电系统向电网回送能量，出现逆流现象。低压用户供电网络一般是三相生产用电与单相负载混合用电，在实际运行过程中单相用户的不可控增容、单相负载用电的不同时性以及大功率单相负载的接入均会导致三相负载的不平衡。对于三相负载不平衡问题，大多数的研究都是通过加装补偿装置对其不平衡分量进行补偿，由于负载是由用户的用电实际情况决定的，不平衡负载是始终存在的，补偿装置只能从某种程度上保证并网的电网侧电压电流处于平衡状态。由于分布式光伏发电的逆变器以最大功率输出强制平衡的三相电，当用户侧出现负载不平衡时，会导致负载侧某一相或两相电流逆流回电网产生能量损耗，同时对系统的安全稳定运行造成影响。基于以上思考，通过在负载侧并联储能装置对三相负载不平衡引起的逆流现象进行有效的抑制，通常，储能装置包括电池组、DC-DC转换器、充放电控制电路等。在负载侧使用可控硅整流电路连接储能装置实现对不平衡电流的动态存储控制，增加了系统控制的灵活性；储能装置作为能量的缓存站，实现各相的功率流动，从而达到平衡各相电流的目的，在改善系统运行性能的同时，提高系统整体可利用性。针对负载不平衡问题，如何能够防止逆流对系统造成不利影响的同时，最大限度的利用光伏能量，保障光伏发电系统的安全、稳定、经济运行，是现在急需解决的问题。
技术实现思路
为了解决用户侧三相负载不平衡引起的电流逆流电网造成的不利影响，本技术提出一种基于电池储能的分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，利用可控器件与储能装置相结合的方式，将其并联在负载侧，实现对三相不平衡负载引起的不平衡电流的动态调节，有效的避免了因三相负载不平衡引起的负载侧某一相或两相电流逆流电网造成的能量损失等不利影响。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，包括与分布式光伏电站负载侧并联的三相整流电路、双向DC-DC变换电路、储能电池和微处理器；所述分布式光伏电站保持最大功率输出，经逆变器强制输出三相平衡交流电供低压用户负载使用；所述三相整流电路的出线端依次与双向DC-DC电路、储能电池连接构成不平衡电流的充电主回路；三相整流电路的出线端同时与逆变器的进线端通过接触器开关连接，形成电池放电回路；所述的微处理器与检测模块连接，用于分别检测逆变器输出侧电流值以及负载侧的三相电流值等相关信息，通过运算处理，驱动整流电路晶闸管、接触器开关以及DC-DC电路的开关管实现控制功能。所述三相整流电路由六个晶闸管构成，其中晶闸管VT1与晶闸管VT4、晶闸管VT3与晶闸管VT6及晶闸管VT5与晶闸管VT2分别构成三组上下桥臂，同一半桥的上下两个臂交替导电。所述双向DC-DC电路由BUCK电路和BOOST电路反并联而成。所述电池储能单元是镍氢蓄电池、锂离子蓄电池或燃料电池。所述检测电路连接逆变器的输出端用于检测逆变器输出的三相平衡电流，检测电路连接负载的输入端用于检测负载侧的三相不平衡电流，检测电路连接储能电池用于检测其端电压。所述微处理器与人机界面连接，或者通过通信电路与远程监控系统连接。通过以上技术方案，本技术具有以下有益效果：本技术的分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，利用可控器件与储能装置相结合的方式，将其并联在负载侧，实现对三相不平衡负载引起的不平衡电流的动态调节，有效解决了三相负载不平衡引起的负载侧某一相或两相电流逆流电网造成的能量损失等不利影响；通过对逆变器输出电流、负载侧三相电流以及电池端电压进行检测，将检测信号传输至微处理器，经过微处理器的控制算法从而输出相应的触发脉冲实现不平衡相电流的存储，解决了负载不平衡条件下，负载侧某一相或两相电流逆流回电网对系统安全稳定运行造成的不良影响，同时避免了不平衡相能量的损耗。该系统巧妙的将分布式光伏电站与电池储能系统相结合，通过控制三相整流电路相应晶闸管导通、接触器开关以及开关管的通断实现储能装置的充放电控制。同时在三相负载平衡条件下也能够有效的将光伏多余的发电量及时存储，在夜间或阴天光伏发电不足时释放供负载使用，以缓解电网供电压力。在解决用户侧三相负载不平衡引起逆流问题的同时，有效的保障系统的安全、稳定、经济运行。进一步，逆变器内集成平衡变压器，能够强制输出三相平衡电供低压用户负载使用。进一步，微处理器通过控制相应晶闸管导通并配合DC-DC电路相应开关管使其工作在降压状态，实现对负载三相不平衡电流的充电控制；通过控制接触器开关并配合DC-DC电路相应开关管使其工作在升压状态，实现储能装置的放电控制。附图说明图1是采用本技术方法的系统整体结构图；图2是采用本技术方法的逆流防止装置的储能电池充放电控制电路图；图3是采用本技术方法的微处理器控制系统原理图；图4是采用本技术方法在不平衡负载条件下的储能电池充放电控制流程示意图。具体实施方式为了使本技术的工作原理、技术方案更加清楚直观，下面结合附图对本技术优选实施例作详细说明。显然的，所描述的具体实例仅用以解释本技术，并不限定本技术。本技术实例提供一种分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，系统整体结构框图如图1所示，由于负载不平衡始终存在，在负载侧将可控器件与储能系统结合组成防逆流装置。该装置包括与分布式光伏电站用户负载侧并联的三相整流电路、双向DC-DC变换电路、储能电池和微处理器；所述分布式光伏电站发出的直流电由升压变换器保持最大功率输出后经汇流箱汇总后进入直流配电柜，直流配电柜经逆变器得到三相平衡交流电供负载使用；同时逆变器与三相可控硅整流电路连接，所述三相整流电路的出线端依次与双向DC-DC电路、储能电池连接构成不平衡电流的充电主回路；三相整流电路的出线端同时与逆变器的进线端通过接触器开关连接，形成电池放电回路；所述双向DC-DC电路由BUCK电路和BOOST电路反并联而成，通过控制开关管的通断并结合整流电路实现对储能电池的充放电模式控制；所述的微处理器与检测模块连接驱动三相整流电路、接触器开关以及DC-DC电路的开关管实现对储能装置的充放电控制。所述逆变器内集成平衡变压器，能够强制输出三相平衡电供低压用户负载使用。同时逆变器的输出端与三相整流电路连接后通过双向DC-DC电路与储能电池连接，构成储能电池的充电主回路；逆变器的输入端通过接触器开关与储能装置连接，构成储能电池的放电回路。所述储能装置包括双向DC-DC变换电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，其特征在于，包括与分布式光伏电站负载侧并联的三相整流电路、双向DC‑DC变换电路、储能电池和微处理器；所述分布式光伏电站经逆变器输出三相平衡交流电供低压用户负载使用；所述三相整流电路的出线端依次与双向DC‑DC电路、储能电池连接构成不平衡电流的充电主回路；三相整流电路的出线端同时与逆变器的进线端通过接触器开关连接，形成电池放电回路；所述的微处理器与检测模块连接，用于分别检测逆变器输出侧电流值以及负载侧的三相电流值，进而驱动整流电路晶闸管、接触器开关以及DC‑DC电路的开关管。

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，其特征在于，包括与分布式光伏电站负载侧并联的三相整流电路、双向DC-DC变换电路、储能电池和微处理器；所述分布式光伏电站经逆变器输出三相平衡交流电供低压用户负载使用；所述三相整流电路的出线端依次与双向DC-DC电路、储能电池连接构成不平衡电流的充电主回路；三相整流电路的出线端同时与逆变器的进线端通过接触器开关连接，形成电池放电回路；所述的微处理器与检测模块连接，用于分别检测逆变器输出侧电流值以及负载侧的三相电流值，进而驱动整流电路晶闸管、接触器开关以及DC-DC电路的开关管。2.根据权利要求1所述的分布式光伏电站用户侧三相不平衡逆流防止装置，其特征在于，所述三相整流电路由六个晶闸管构成，其中晶闸管VT1与晶闸管VT4、晶闸管VT3与晶闸管VT6及晶闸管VT5与晶闸管VT...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟彦京，杜鹃，马汇海，李双双，荣为青，张君燕，李宏涛，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61