光伏储能供电系统及其供电控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏储能供电系统及其供电控制方法，所述光伏储能供电系统包括：变流器、储能设备、直流负载及变流器直流侧电容，所述储能设备包括充电控制模块和储能电池，所述充电控制模块用于对所述储能电池进行充电，当电网通过变流器给所述储能设备和所述直流负载供电时，所述充电控制模块对所述储能电池的充电电流进行控制，使得所述储能设备吸收电网供电的无功功率。采用本发明专利技术的技术方案，可以显著减少所述变流器直流侧电容的容值和体积。积。积。

【技术实现步骤摘要】
光伏储能供电系统及其供电控制方法


[0001]本专利技术涉及光伏充电领域，尤其涉及一种光伏储能供电系统及其供电控制方法。

技术介绍

[0002]分布式能源的飞速发展，使得风电储能和光伏储能的研究越来越多。风电和光伏发电装置中都含有交直流变流器，以满足其并网或者离网的需要。光伏储能供电系统中的变流器具备整流和逆变双向变换的功能，其直流侧由单个或者多个电容组成，电容上的电压就是直流母线电压。
[0003]光伏储能供电系统运行时，主要有三种工作模式，离网模式、馈网模式及用电模式。在所述离网模式中，电网既不发电也不吸收能量，此时，变流器处于断开状态；在所述馈网模式中，变流器将直流母线的直流电转换为交流电并输送到电网中，给电网反馈能量；在所述用电模式中，所述变流器将电网的交流电转换为直流电提供给直流母线，给直流负载和储能设备供电，在此过程中，变流器直流侧电容在传递有功功率的同时还会吸收无功功率。电容吸收的无功功率会导致电容电压产生纹波分量。工程上通常采用增加电容容值的方法来减少电容电压的纹波，从而稳定直流母线电压。由于电容的体积与容值成正比，这种方法也会增加电容的体积。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的为了稳定直流母线电压而导致电容体积增大的技术问题，本专利技术提出一种光伏储能供电系统及其供电控制方法。
[0005]本专利技术实施例中，提供了一种光伏储能供电系统，其包括：变流器、储能设备、直流负载及变流器直流侧电容，
[0006]所述变流器分别与电网和直流母线相连接，用于将电网的交流电转换为直流电提供给直流母线，或者将直流母线的直流电转换为交流电并输送到电网中；
[0007]所述储能设备、所述直流负载及所述变流器直流侧电容分别搭载于直流母线上；
[0008]所述储能设备包括充电控制模块和储能电池，所述充电控制模块用于对所述储能电池进行充电，当电网通过变流器给所述储能设备和所述直流负载供电时，所述充电控制模块对所述储能电池的充电电流进行控制，使得所述储能设备吸收电网供电的无功功率。
[0009]本专利技术实施例中，所述充电控制模块采用如下电流控制方式对所述储能电池的充电电流i
b
(t)进行控制：
[0010][0011]其中，P
sa
为电网供电的有功功率,为电压的初始相位，ω为电网电压的频率，V
b
为储能电池的恒定充电电压。
[0012]本专利技术实施例中，所述的光伏储能供电系统还包括搭载于直流母线上的光伏设备。
[0013]本专利技术实施例中，所述的光伏储能供电系统还包括：
[0014]工作模式切换模块，用于切换所述光伏储能供电系统的工作模式，所述工作模式包括离网模式、馈网模式及用电模式，
[0015]在所述离网模式中，所述变流器处于断开状态；
[0016]在所述馈网模式中，所述变流器将直流母线的直流电转换为交流电并输送到电网中；
[0017]在所述用电模式中，所述变流器将电网的交流电转换为直流电提供给直流母线。
[0018]本专利技术实施例中，所述的光伏储能供电系统还包括连接于电网和所述变流器之间的三相电感。
[0019]本专利技术实施例中还提供了一种光伏储能供电系统的供电控制方法，其包括：
[0020]当电网通过变流器给光伏供电系统的储能设备和直流负载供电时，控制所述储能设备的充电电流，使得所述储能设备吸收电网供电的无功功率。
[0021]本专利技术实施例中，采用如下电流控制方式所述储能设备的充电电流i
b
(t)进行控制：
[0022][0023]其中，P
sa
为电网供电的有功功率,为电压的初始相位，ω为电网电压的频率，V
b
为储能电池的恒定充电电压。
[0024]本专利技术实施例中，所述的光伏储能供电系统的供电控制方法，还包括：
[0025]切换所述光伏储能供电系统的工作模式，所述工作模式包括离网模式、馈网模式及用电模式，
[0026]在所述离网模式中，所述变流器处于断开状态；
[0027]在所述馈网模式中，所述变流器将直流母线的直流电转换为交流电并输送到电网中；
[0028]在所述用电模式中，所述变流器将电网的交流电转换为直流电提供给直流母线。
[0029]与现有技术相比较，在本专利技术的光伏储能供电系统及其供电控制方法中，当电网通过变流器给光伏供电系统的储能设备和直流负载供电时，控制所述储能设备的充电电流，使得所述储能设备吸收电网供电的无功功率，减少了变流器直流侧电容吸收的无功功率，减少了变流器直流侧电容电压的纹波分量，因此，变流器直流侧电容可以选择更小的电容容值，减少了电容体积，降低了变流器的成本，提高了变流器的功率密度。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例的光伏储能供电系统的结构示意图。
[0031]图2是图1中的光伏储能供电系统的功率分布示意图。
[0032]图3是采用恒流充电时图1中的光伏储能供电系统的功率分布示意图。
具体实施方式
[0033]如图1所示，本专利技术实施例中，提供了一种光伏储能供电系统，其包括变流器、储能设备、直流负载、光伏设备、变流器直流侧电容C及工作模式切换模块(图未示)。所述变流器
的交流测通过三相电感L1、L2、L3与电网相连接，所述变流器的直流测与直流母线相连接。所述变流器用于将电网的交流电转换为直流电提供给实时直流母线，或者将所述直流母线的直流电转换为交流电并输送到电网中。所述工作模式切换模块，用于切换所述光伏储能供电系统的工作模式。所述工作模式包括离网模式、馈网模式及用电模式，在所述离网模式中，所述变流器处于断开状态；在所述馈网模式中，所述变流器将直流母线的直流电转换为交流电并输送到电网中；在所述用电模式中，所述变流器将电网的交流电转换为直流电提供给直流母线。
[0034]所述储能设备、所述直流负载、所述光伏设备及所述变流器直流侧电容C分别搭载于所述直流母线上。所述光伏设备用于进行光伏发电。所述储能设备用于进行储能。
[0035]所述储能设备包括充电控制模块和储能电池。所述充电控制模块用于对所述储能电池进行充电，当电网通过变流器给所述储能设备和所述直流负载供电时，所述充电控制模块对所述储能电池的充电电流进行控制，使得所述储能设备吸收电网供电的无功功率。
[0036]具体地，当电网通过所述变流器给所述储能设备和所述直流负载供电时，所述充电控制模块采用如下电流控制方式对所述储能电池的充电电流i
b
(t)进行控制：
[0037][0038]其中，P
sa
为电网供电的有功功率,为电网电压的初始相位，ω为电网电压的频率，V
b
为所述储能电池的恒定充电电压。
[0039]下面对在电网通过变流器给所述储能设备和所述直流负载供电时，采用上述电流控制方式的原理进行说明。
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏储能供电系统，其特征在于，包括：变流器、储能设备、直流负载及变流器直流侧电容，所述变流器分别与电网和直流母线相连接，用于将电网的交流电转换为直流电提供给直流母线，或者将直流母线的直流电转换为交流电并输送到电网中；所述储能设备、所述直流负载及所述变流器直流侧电容分别搭载于直流母线上；所述储能设备包括充电控制模块和储能电池，所述充电控制模块用于对所述储能电池进行充电，当电网通过变流器给所述储能设备和所述直流负载供电时，所述充电控制模块对所述储能电池的充电电流进行控制，使得所述储能设备吸收电网供电的无功功率。2.如权利要求1所述的光伏储能供电系统，其特征在于，所述充电控制模块采用如下电流控制方式对所述储能电池的充电电流i
b
(t)进行控制：其中，P
sa
为电网供电的有功功率,为电压的初始相位，ω为电网电压的频率，V
b
为储能电池的恒定充电电压。3.如权利要求1所述的光伏储能供电系统，其特征在于，还包括搭载于直流母线上的光伏设备。4.如权利要求1所述的光伏储能供电系统，其特征在于，还包括：工作模式切换模块，用于切换所述光伏储能供电系统的工作模式，所述工作模式包括离网模式、馈网模式及用电模式，在所述离网模式中，所述变流器处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜颖异，黄猛，武建云，袁金荣，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：