雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，由分布式光伏發(fā)電子裝置、儲(chǔ)能子裝置、負(fù)荷、集成管理子裝置四個(gè)部分組成。本實(shí)用新型以儲(chǔ)能子裝置裝置為能量緩沖公共平臺(tái)，以集成管理子裝置為綜合管理平臺(tái)，對(duì)分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)施最大化效率發(fā)電、最大化經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)行、安全化需求響應(yīng)的統(tǒng)一優(yōu)化目標(biāo)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，尤其是涉及一種主要應(yīng)用于建設(shè)在城市、園區(qū)、社區(qū)等的建筑物上的分布式屋頂光伏電站的雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐能發(fā)電等可再生能源發(fā)電，為解決人類(lèi)社會(huì)日益緊張的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題，提供了一條可供選擇的解決思路和辦法。以太能光伏發(fā)電為例，隨著近年來(lái)全世界裝機(jī)規(guī)模的日益擴(kuò)大，正成為可再生能源利用的重要技術(shù)手段。
[0003]太陽(yáng)能光伏發(fā)電可以簡(jiǎn)單分為兩種方式，一種是集中式的太陽(yáng)能光伏電站，通過(guò)建設(shè)集中連片的幾十兆瓦乃至幾百兆瓦規(guī)模的大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電站，將太陽(yáng)能采集轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)過(guò)大電網(wǎng)的輸送和調(diào)配，提供給用戶使用。集中式的太陽(yáng)能光伏電站，由于太陽(yáng)能發(fā)電具有間隙性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，往往對(duì)電網(wǎng)造成很大沖擊，對(duì)電網(wǎng)的安全造成不利影響；而且集中式的能源生產(chǎn)方法，仍然沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)電能的生產(chǎn)使用模式，導(dǎo)致大量的寶貴電能在多級(jí)的轉(zhuǎn)換和長(zhǎng)距離的輸送過(guò)程中產(chǎn)生大量的不可逆損耗。還有一種是分散式的太陽(yáng)能光伏電站，規(guī)模在幾個(gè)兆瓦乃至幾個(gè)千瓦不等，一般建設(shè)在建筑屋頂或靠近用戶的地面等。分散式的太陽(yáng)能光伏電站，靠近用戶側(cè)，不需要高壓差轉(zhuǎn)換和輸送，過(guò)程的中損耗減少了，新能源的利用效率有提高。但是，由于太陽(yáng)能發(fā)電仍然是間隙的和不穩(wěn)定的，對(duì)用戶的電能質(zhì)量可能造成不利影響；而且即發(fā)即用，不能需求響應(yīng)；當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)故障情況下，分散式的太陽(yáng)能光伏電站也必須停止運(yùn)行，不能達(dá)到離網(wǎng)自治的目標(biāo)。
[0004]現(xiàn)有的技術(shù)方案中，一般采用通過(guò)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)的方式，將分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，建設(shè)成為一個(gè)分布式的太陽(yáng)能光伏發(fā)電和儲(chǔ)能一體化的綜合系統(tǒng)，以解決新能源不穩(wěn)定的問(wèn)題，又可以解決離網(wǎng)自治的問(wèn)題。但是，由于需要配置較大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)，導(dǎo)致成本上升。
[0005]現(xiàn)有雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，工作效率低，適用范圍小，能耗聞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，工作效率高，適用范圍廣，能耗低的雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，由分布式光伏發(fā)電子裝置、儲(chǔ)能子裝置、負(fù)荷、集成管理子系四個(gè)部分組成；
[0008]所述分布式光伏發(fā)電子裝置包括太陽(yáng)能電池陣列、直流配電柜、光伏逆變器，太陽(yáng)能電池陣列與直流配電柜電連接，直流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)Kl與光伏逆變器電連接，光伏逆變器通過(guò)開(kāi)關(guān)K2與交流配電柜電連接，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)KO外接市電；分布式光伏發(fā)電子裝置主要實(shí)現(xiàn)采集太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為交流電能。
[0009]所述負(fù)荷作為用能部分，包括不可中斷供電的一類(lèi)負(fù)荷(如應(yīng)急照明燈)和能中斷供電的二類(lèi)負(fù)荷(如空調(diào))，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K7與二類(lèi)負(fù)荷電連接，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K8與一類(lèi)負(fù)荷電連接；
[0010]所述儲(chǔ)能子裝置包括電池堆和雙向儲(chǔ)能逆變器，電池堆通過(guò)開(kāi)關(guān)K5與雙向儲(chǔ)能逆變器雙向電連接，雙向儲(chǔ)能逆變器通過(guò)開(kāi)關(guān)K6與交流配電柜雙向電連接；儲(chǔ)能子裝置作為能量和功率的緩沖平臺(tái)，用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能電量，通過(guò)雙向儲(chǔ)能逆變器進(jìn)一步饋送至電網(wǎng)利用，同時(shí)將一部分電能量作為后備，在市電發(fā)生故障不能供電情況下，釋放出來(lái)給一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急供電。
[0011]集成管理子裝置實(shí)施對(duì)整個(gè)雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的管理控制，指揮系統(tǒng)工作在各模式下，實(shí)現(xiàn)能量采集、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、應(yīng)急供電、儲(chǔ)能子裝置管理、存儲(chǔ)能量釋放等功能。
[0012]所述集成管理子裝置包括市電監(jiān)測(cè)器、新能源監(jiān)測(cè)器、BMS監(jiān)測(cè)器、負(fù)荷監(jiān)測(cè)器和工作模式?jīng)Q策器，市電監(jiān)測(cè)器、新能源監(jiān)測(cè)器、BMS監(jiān)測(cè)器和負(fù)荷監(jiān)測(cè)器均與工作模式?jīng)Q策器雙向電連接，新能源監(jiān)測(cè)器與分布式光伏發(fā)電子裝置雙向電相連，BMS監(jiān)測(cè)器與儲(chǔ)能子裝置雙向電相連，負(fù)荷監(jiān)測(cè)器與負(fù)荷雙向電相連，市電監(jiān)測(cè)器與交流配電柜雙向電連接。
[0013]市電監(jiān)測(cè)器，主要監(jiān)測(cè)市電的電壓、電流、功率、功率因素等電能質(zhì)量相關(guān)信息。BMS監(jiān)測(cè)器，主要監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能子裝置的電壓、電流、溫度、SOC (充電狀態(tài))、SOH (健康狀態(tài))等信息。負(fù)荷監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)負(fù)荷的用能情況，應(yīng)急情況下實(shí)現(xiàn)非一類(lèi)負(fù)荷的切除。新能源監(jiān)測(cè)器主要監(jiān)測(cè)分布式光伏發(fā)電子裝置的輸入電壓、輸入電流、輸入功率、輸出電壓、輸出電流、輸出功率、太陽(yáng)能輻照度等信息。
[0014]所述工作模式?jīng)Q策器所決定的工作模式有:光伏并網(wǎng)發(fā)電模式、平滑工作模式、光伏移峰模式和離網(wǎng)自治模式。
[0015]所述儲(chǔ)能子裝置的容 量設(shè)置為:大于2倍一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急所需能量、小于10倍一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急所需能量；儲(chǔ)能子裝置功率的設(shè)置為:取1.5倍一類(lèi)負(fù)荷啟動(dòng)最大功率、1.2倍光伏發(fā)電陣列最大功率兩者之間的最大值，作為儲(chǔ)能子裝置的最小功率；取3倍一類(lèi)負(fù)荷啟動(dòng)最大功率與1.5倍光伏發(fā)電陣列最大功率兩者之間的最小值,作為儲(chǔ)能子裝置的最大功率；由于儲(chǔ)能子裝置功率取1.5倍一類(lèi)負(fù)荷啟動(dòng)最大功率與1.2倍光伏發(fā)電陣列最大功率兩者之間的最大值，作為儲(chǔ)能子裝置的最小功率，因而可以滿足儲(chǔ)能子裝置對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電功率平衡需求，同時(shí)可以滿足應(yīng)急情況下一類(lèi)負(fù)荷用電啟動(dòng)功率的需求。對(duì)儲(chǔ)能子裝置的最大功率進(jìn)行規(guī)定，是為了滿足成本投入和經(jīng)濟(jì)性的需求。儲(chǔ)能子裝置容量在2倍至10倍一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急所需求能量之間，即能滿足應(yīng)急供電所需，同時(shí)還有一定的富余容量來(lái)滿足光伏發(fā)電量移峰需求，儲(chǔ)能子裝置成本不會(huì)過(guò)高，控制在合理范圍。
[0016]市電非高峰時(shí)段，儲(chǔ)能子裝置SOC (充電狀態(tài))處于高位狀態(tài)運(yùn)行，SOC (充電狀態(tài))控制在709^90% ;當(dāng)市電高價(jià)時(shí)段，儲(chǔ)能子裝置SOC (充電狀態(tài))處于低位狀態(tài)運(yùn)行，優(yōu)選的SOC (充電狀態(tài))控制在20%~50%，此時(shí)SOC最低狀態(tài)下儲(chǔ)能子裝置帶電量大于1.5倍一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急所需能量。通過(guò)儲(chǔ)能子裝置谷存峰放，最大限度降低峰值市電量的使用，同時(shí)將光伏發(fā)電的能量實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0017]在太陽(yáng)日出和日落前的一段時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)的福射照度較低，一般分布式光伏發(fā)電子裝置發(fā)電功率小于光伏逆變器額定功率的5%，此時(shí)光伏逆變器逆變效率低甚至不能啟動(dòng)，而且電能質(zhì)量也很差，這個(gè)時(shí)段直接將光伏所發(fā)電量存儲(chǔ)在儲(chǔ)能子裝置中，提高了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的整體發(fā)電效率。[0018]定義某時(shí)刻分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率為Pl ;定義同一時(shí)刻負(fù)荷用電功率為P2 ;定義光伏逆變器額定功率為P3，則各種工作模式需滿足的條件依次描述如下:
[0019]光伏并網(wǎng)發(fā)電模式下必須滿足的條件有:(1)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/負(fù)荷用電功率P2小于0.2 ; (2)電價(jià)為高峰段電價(jià)；(3)市電正常；(4)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率P3大于0.05 ;該模式下開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)K0、開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K5、開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)關(guān)K7、開(kāi)關(guān)K8、開(kāi)關(guān)K1、開(kāi)關(guān)K2閉合，開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)；
[0020]平滑工作模式下必須滿足的條件有:(I)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/負(fù)荷用電功率P2大于0.2 ; (2)電價(jià)為高峰電價(jià)；(3)市電正常；(4)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率P3大于0.05 ;該模式下開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)K0、開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K5、開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)關(guān)K7、開(kāi)關(guān)K8、開(kāi)關(guān)K1、開(kāi)關(guān)K2閉合，開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)；
[0021]光伏移峰模式下必須滿足的條件有:(1)電價(jià)為非高峰時(shí)段電價(jià)或分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率P3小于0.05 ; (2)市電正常；該模式下的開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)K0、開(kāi)關(guān)K5、開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)關(guān)K8、開(kāi)關(guān)K7、開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K3閉合，開(kāi)關(guān)Kl、開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)；
[0022]離網(wǎng)自治模式下必須滿足的條件有:(1)市電不正常；該模式下的開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)關(guān)K8、開(kāi)關(guān)K5、開(kāi)關(guān)K3閉合，開(kāi)關(guān)K0、開(kāi)關(guān)K1、開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)關(guān)K7斷開(kāi)。
[0023]本實(shí)用新型以儲(chǔ)能子裝置為能量緩沖公共平臺(tái)，以集成管理子裝置為綜合管理平臺(tái)，對(duì)分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)施最大化效率發(fā)電、最大化經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)行、安全化需求響應(yīng)的統(tǒng)一優(yōu)化目標(biāo)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置具有以下的優(yōu)點(diǎn):(I)基于儲(chǔ)能子裝置的能量緩沖和功率緩沖功能，實(shí)現(xiàn)了分布式光伏發(fā)電子裝置平滑接入和并網(wǎng)運(yùn)行；(2)基于儲(chǔ)能子裝置的能量緩沖和功率緩沖公共平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了分布式光伏發(fā)電子裝置的離網(wǎng)自治運(yùn)行，滿足應(yīng)急需求；(3)通過(guò)利用弱光發(fā)電，提高了分布式光伏發(fā)電的整體效率，增加了光伏發(fā)電量；(4)通過(guò)將部分太陽(yáng)能所發(fā)電量轉(zhuǎn)移至高峰時(shí)段使用，提高了分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，提高了經(jīng)濟(jì)性。
[0025]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，工作效率高，適用范圍廣，能耗低。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方法。
[0028]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型由四個(gè)部分組成:分布式光伏發(fā)電子裝置、儲(chǔ)能子裝置、負(fù)荷、集成管理子裝置。
[0029]所述分布式光伏發(fā)電子裝置包括太陽(yáng)能電池陣列、直流配電柜、光伏逆變器，太陽(yáng)能電池陣列與直流配電柜電連接，直流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)Kl與光伏逆變器電連接，光伏逆變器通過(guò)開(kāi)關(guān)K2與交流配電柜電連接，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)KO外接市電；分布式光伏發(fā)電子裝置主要實(shí)現(xiàn)采集太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為交流電能。
[0030]所述負(fù)荷作為用能部分，分為不可中斷供電的一類(lèi)負(fù)荷(如應(yīng)急照明燈)和可以中斷供電的二類(lèi)負(fù)荷(如空調(diào))，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K7與二類(lèi)負(fù)荷電連接，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)Κ4、開(kāi)關(guān)Κ8與一類(lèi)負(fù)荷電連接；。
[0031]所述儲(chǔ)能子裝置包括電池堆和雙向儲(chǔ)能逆變器，電池堆通過(guò)開(kāi)關(guān)Κ5與雙向儲(chǔ)能逆變器雙向電連接，雙向儲(chǔ)能逆變器通過(guò)開(kāi)關(guān)Κ6與交流配電柜雙向電連接；儲(chǔ)能子裝置作為能量和功率的緩沖平臺(tái)，可以存儲(chǔ)太陽(yáng)能電量，也可以通過(guò)雙向儲(chǔ)能逆變器進(jìn)一步饋送至電網(wǎng)利用，同時(shí)將一部分電能量作為后備，在市電發(fā)生故障不能供電情況下，釋放出來(lái)給一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急供電。
[0032]集成管理子裝置實(shí)施對(duì)整個(gè)雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的管理控制，指揮系統(tǒng)工作在各模式下，實(shí)現(xiàn)能量采集、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、應(yīng)急供電、儲(chǔ)能子裝置管理、存儲(chǔ)能量釋放等功能。
[0033]所述集成管理子裝置包括市電監(jiān)測(cè)器、新能源監(jiān)測(cè)器、BMS監(jiān)測(cè)器、負(fù)荷監(jiān)測(cè)器和工作模式?jīng)Q策器，市電監(jiān)測(cè)器、新能源監(jiān)測(cè)器、BMS監(jiān)測(cè)器和負(fù)荷監(jiān)測(cè)器均與工作模式?jīng)Q策器雙向電連接，新能源監(jiān)測(cè)器與分布式光伏發(fā)電子裝置雙向電相連，BMS監(jiān)測(cè)器與儲(chǔ)能子裝置雙向電相連，負(fù)荷監(jiān)測(cè)器與負(fù)荷雙向電相連，市電監(jiān)測(cè)器與交流配電柜雙向電連接。
[0034]市電監(jiān)測(cè)器，主要監(jiān)測(cè)市電的電壓、電流、功率、功率因素等電能質(zhì)量相關(guān)信息。BMS監(jiān)測(cè)器，主要監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能子裝置的電壓、電流、溫度、SOC (充電狀態(tài))、SOH (健康狀態(tài))等信息。負(fù)荷監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)負(fù)荷的用能情況，應(yīng)急情況下實(shí)現(xiàn)非一類(lèi)負(fù)荷的切除。新能源監(jiān)測(cè)器主要監(jiān)測(cè)分布式光伏發(fā)電子裝置的輸入電壓、輸入電流、輸入功率、輸出電壓、輸出電流、輸出功率、太陽(yáng)能輻照度等信息。
[0035]所述儲(chǔ)能子裝置的容量設(shè)置為:大于2倍一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急所需能量、小于10倍一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急所需能量；儲(chǔ)能子裝置功率的設(shè)置為:取1.5倍一類(lèi)負(fù)荷啟動(dòng)最大功率、1.2倍光伏發(fā)電陣列最大功率兩者之間的最大值，作為儲(chǔ)能子裝置的最小功率；取3倍一類(lèi)負(fù)荷啟動(dòng)最大功率與1.5倍光伏發(fā)電陣列最大功率兩者之間的最小值,作為儲(chǔ)能子裝置的最大功率；由于儲(chǔ)能子裝置功率取1.5倍一類(lèi)負(fù)荷啟動(dòng)最大功率與1.2倍光伏發(fā)電陣列最大功率兩者之間的最大值，作為儲(chǔ)能子裝置的最小功率，因而可以滿足儲(chǔ)能子裝置對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電功率平衡需求，同時(shí)可以滿足應(yīng)急情況下一類(lèi)負(fù)荷用電啟動(dòng)功率的需求。對(duì)儲(chǔ)能子裝置的最大功率進(jìn)行規(guī)定，是為了滿足成本投入和經(jīng)濟(jì)性的需求。儲(chǔ)能子裝置容量在2倍至10倍一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急所需求能量之間，即能滿足應(yīng)急供電所需，同時(shí)還有一定的富余容量來(lái)滿足光伏發(fā)電量移峰需求，儲(chǔ)能子裝置成本不會(huì)過(guò)高，控制在合理范圍。
[0036]所述工作模式?jīng)Q策器所決定的工作模式有:光伏并網(wǎng)發(fā)電模式、平滑工作模式、光伏移峰模式和離網(wǎng)自治模式。
[0037]定義某時(shí)刻分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率為Pl，本實(shí)施例中即為太陽(yáng)能光伏陣列發(fā)電功率；定義同一時(shí)刻負(fù)荷用電功率為Ρ2 ;定義光伏逆變器額定功率為Ρ3。則各種工作模式需滿足的條件依次描述如下。
[0038]光伏并網(wǎng)發(fā)電模式:該模式下必須滿足的條件有(I)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/負(fù)荷用電功率Ρ2小于0.2 ; (2)電價(jià)為高峰段電價(jià)；(3)市電正常；(4)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率Ρ3大于0.05。該模式下開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)Κ0、開(kāi)關(guān)Κ4、開(kāi)關(guān)Κ5、開(kāi)關(guān)Κ6、開(kāi)關(guān)Κ7、開(kāi)關(guān)Κ8、開(kāi)關(guān)Κ1、開(kāi)關(guān)Κ2閉合，開(kāi)關(guān)Κ3斷開(kāi)。該工作模式下具有以下特點(diǎn):分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率Ρ3大于0.05，表明光照條件良好，光伏逆變器能正常啟動(dòng)進(jìn)行MPPT(最大效率點(diǎn)跟蹤)最大效率工作發(fā)電；分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/負(fù)荷用電功率P2小于0.2，表明負(fù)荷用電需求大，太陽(yáng)能發(fā)電功率占總供給的比例低，不易對(duì)負(fù)荷用電安全造成不良影響；電價(jià)為高峰時(shí)段電價(jià)，太陽(yáng)能所發(fā)出的電能得到最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值利用；市電正常，太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電的必要條件。
[0039]平滑工作模式:該模式下必須滿足的條件有(I)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/負(fù)荷用電功率P2大于0.2 ; (2)電價(jià)為高峰電價(jià)；(3)市電正常；(4)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率P3大于0.05。該模式下開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)K0、開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K5、開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)關(guān)K7、開(kāi)關(guān)K8、開(kāi)關(guān)K1、開(kāi)關(guān)K2閉合，開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)。該工作模式下具有以下特點(diǎn):分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率P3大于
0.05，表明光照條件良好，光伏逆變器能正常啟動(dòng)進(jìn)行MPPT (最大效率點(diǎn)跟蹤)最大效率工作發(fā)電；分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/負(fù)荷用電功率P2大于0.2，表明負(fù)荷用電需求小，太陽(yáng)能發(fā)電功率占總供給的比例高，可能對(duì)負(fù)荷用電安全造成不良影響，因此需要用儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行功率的平滑，雙向儲(chǔ)能逆變器工作；電價(jià)為高峰段電價(jià)，太陽(yáng)能所發(fā)出的電能得到最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值利用；市電正常，太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電的必要條件。
[0040]光伏移峰模式:該模式下必須滿足的條件有(I)電價(jià)為非高峰時(shí)段電價(jià)或分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率P3小于0.05 ; (2)市電正常。該模式下的開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)K0、開(kāi)關(guān)K5、開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)關(guān)K8、開(kāi)關(guān)K7、開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K3閉合，開(kāi)關(guān)K1、開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)。該工作模式下具有以下特點(diǎn):電價(jià)為平價(jià)時(shí)段，太陽(yáng)能所發(fā)出的電能不能得到最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值利用，因此將太陽(yáng)能所發(fā)的電能存儲(chǔ)在儲(chǔ)能子裝置中，待電價(jià)高峰時(shí)段再對(duì)負(fù)荷進(jìn)行供電，減少高峰時(shí)段市電的使用量，發(fā)揮了太陽(yáng)能最大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；市電正常，太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電的必要條件。
[0041]特別的一種情況，當(dāng)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電功率Pl/光伏逆變器額定功率P3小于0.05，表明光照條件較差，光伏逆變器此時(shí)可能無(wú)法正常啟動(dòng)進(jìn)行MPPT (最大效率點(diǎn)跟蹤)最大效率工作發(fā)電，或者即便是能正常啟動(dòng)，但是逆變發(fā)電的效率也很低，此時(shí)，可以通過(guò)儲(chǔ)能子裝置直接對(duì)太陽(yáng)能電能進(jìn)行存儲(chǔ)，低功率小電流情況下，儲(chǔ)能子裝置的充電效率反而更高，因此可以實(shí)現(xiàn)即使是在弱光條件下，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)分布式光伏發(fā)電子裝置的發(fā)電并存儲(chǔ)在電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中。這樣利用太陽(yáng)能整體發(fā)電能力可以提高5%以上。
[0042]離網(wǎng)自治模式:該模式下必須滿足的條件(I)市電不正常。該模式下的開(kāi)關(guān)狀態(tài):開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)關(guān)K8、開(kāi)關(guān)K5、開(kāi)關(guān)K3閉合，開(kāi)關(guān)K0、開(kāi)關(guān)K1、開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)關(guān)K7斷開(kāi)。該工作模式下具有以下特點(diǎn):市電不正常，在儲(chǔ)能子裝置的能量調(diào)配和緩沖作用下，分布式光伏發(fā)電子裝置與儲(chǔ)能子裝置共同給一類(lèi)負(fù)荷提供應(yīng)急電能，保障重要負(fù)荷的用電需求和用電安全。
[0043]總之，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的樓宇儲(chǔ)能應(yīng)急節(jié)能系統(tǒng)，具有以下的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0044](I)基于儲(chǔ)能子裝置的能量緩沖和功率緩沖功能，實(shí)現(xiàn)了分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)平滑接入和并網(wǎng)運(yùn)行；
[0045](2)基于儲(chǔ)能子裝置的能量緩沖和功率緩沖公共平臺(tái)，以及全系統(tǒng)管理協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了分布式光伏發(fā)電子裝置的離網(wǎng)自治運(yùn)行，滿足應(yīng)急需求；
[0046](3)通過(guò)利用弱光發(fā)電，提高了分布式光伏發(fā)電的整體效率，增加了光伏發(fā)電量；[0047](4)通過(guò)將部分太陽(yáng)能所發(fā)電量轉(zhuǎn)移至高峰時(shí)段使用，提高了分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，提高了經(jīng)濟(jì)性。
[0048]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特征在于，由分布式光伏發(fā)電子裝置、儲(chǔ)能子裝置、負(fù)荷、集成管理子裝置四個(gè)部分組成； 所述分布式光伏發(fā)電子裝置包括太陽(yáng)能電池陣列、直流配電柜、光伏逆變器，太陽(yáng)能電池陣列與直流配電柜電連接，直流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)Kl與光伏逆變器電連接，光伏逆變器通過(guò)開(kāi)關(guān)K2與交流配電柜電連接，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)KO外接市電；分布式光伏發(fā)電子裝置主要實(shí)現(xiàn)采集太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為交流電能； 所述負(fù)荷包括不可中斷供電的一類(lèi)負(fù)荷和能中斷供電的二類(lèi)負(fù)荷，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K7與二類(lèi)負(fù)荷電連接，交流配電柜通過(guò)開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)關(guān)K8與一類(lèi)負(fù)荷電連接；所述儲(chǔ)能子裝置包括電池堆和雙向儲(chǔ)能逆變器，電池堆通過(guò)開(kāi)關(guān)K5與雙向儲(chǔ)能逆變器雙向電連接，雙向儲(chǔ)能逆變器通過(guò)開(kāi)關(guān)K6與交流配電柜雙向電連接；儲(chǔ)能子裝置作為能量和功率的緩沖平臺(tái)，用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能電量，通過(guò)雙向儲(chǔ)能逆變器進(jìn)一步饋送至電網(wǎng)利用，同時(shí)將一部分電能量作為后備，在市電發(fā)生故障不能供電情況下，釋放出來(lái)給一類(lèi)負(fù)荷應(yīng)急供電； 集成管理子裝置實(shí)施對(duì)整個(gè)雙模太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的管理控制； 所述集成管理子裝置包括市電監(jiān)測(cè)器、新能源監(jiān)測(cè)器、BMS監(jiān)測(cè)器、負(fù)荷監(jiān)測(cè)器和工作模式?jīng)Q策器，市電監(jiān)測(cè)器、新能源監(jiān)測(cè)器、BMS監(jiān)測(cè)器和負(fù)荷監(jiān)測(cè)器均與工作模式?jīng)Q策器雙向電連接，新能源監(jiān)測(cè)器與分布式光伏發(fā)電子裝置雙向電相連，BMS監(jiān)測(cè)器與儲(chǔ)能子裝置雙向電相連，負(fù)荷監(jiān)測(cè)器與負(fù)荷雙向電相連，市電監(jiān)測(cè)器與交流配電柜雙向電連接； 市電監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)市電的電壓、電流、功率、功率因素電能質(zhì)量相關(guān)信息；BMS監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能子裝置的電壓、電流、溫度、充電狀態(tài)、健康狀態(tài)信息；負(fù)荷監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)負(fù)荷的用能情況，應(yīng)急情況下實(shí)現(xiàn)非一類(lèi)負(fù)荷的切除；新能源監(jiān)測(cè)器主要監(jiān)測(cè)分布式光伏發(fā)電子裝置的輸入電壓、輸入電流、輸入功率、輸出電壓、輸出電流、輸出功率、太陽(yáng)能輻照度信息。
【文檔編號(hào)】H02S10/20GK203406827SQ201320536785
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】劉宏兵, 周樹(shù)良, 卓亨, 夏敏, 王宏, 陳杰 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)儲(chǔ)能材料國(guó)家工程研究中心有限公司