一種充放電系統(tǒng)及光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種充放電系統(tǒng)及光伏發(fā)電系統(tǒng)，充放電系統(tǒng)包括：?jiǎn)蜗蜃儞Q器、單向開關(guān)、儲(chǔ)能裝置和控制器，其中：所述單向變換器的輸入端與所述充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏裝置的輸出端相連，所述單向變換器的輸出端與所述儲(chǔ)能裝置的輸入端相連；所述單向開關(guān)分別與所述儲(chǔ)能裝置的輸出端和所述充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的雙向逆變器的輸入端相連；所述控制器分別與所述單向變換器、所述單向開關(guān)、所述儲(chǔ)能裝置和所述雙向逆變器相連。本實(shí)用新型提供的充放電系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)光伏裝置的多余能量，并將存儲(chǔ)的能量高效快速的提供給雙向逆變器，避免了光伏裝置多余能量的浪費(fèi)，提高了光伏裝置發(fā)電的收益。
【專利說(shuō)明】—種充放電系統(tǒng)及光伏發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及光伏領(lǐng)域，特別涉及一種充放電系統(tǒng)及光伏發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的光伏裝置針對(duì)一些地區(qū)對(duì)雙向逆變器輸出功率的限制要求，多采用限功率的方式對(duì)其本身的發(fā)電功率進(jìn)行限制。但光伏裝置采用限功率的方式對(duì)其本身的發(fā)電功率進(jìn)行限制，往往導(dǎo)致光伏裝置多余能量的浪費(fèi)，降低了光伏裝置發(fā)電的收益。
[0003]為了避免光伏裝置多余能量的浪費(fèi)，提高光伏裝置發(fā)電的收益，急需一種能夠存儲(chǔ)光伏裝置的多余能量，并能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的能量高效快速的提供給雙向逆變器，最終轉(zhuǎn)換為交流電送入公共電網(wǎng)或負(fù)載的充放電系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種充放電系統(tǒng)及光伏發(fā)電系統(tǒng)，以達(dá)到避免光伏裝置多余能量的浪費(fèi)，提高光伏裝置發(fā)電的收益的目的，技術(shù)方案如下:
[0005]一種充放電系統(tǒng)，所述充放電系統(tǒng)包括:單向變換器、單向開關(guān)、儲(chǔ)能裝置和控制器，其中:
[0006]所述單向變換器的輸入端與所述充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏裝置的輸出端相連，所述單向變換器的輸出端與所述儲(chǔ)能裝置的輸入端相連；
[0007]所述單向開關(guān)分別與所述儲(chǔ)能裝置的輸出端和所述充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的雙向逆變器的輸入端相連；
[0008]所述控制器分別與所述單向變換器、所述單向開關(guān)、所述儲(chǔ)能裝置和所述雙向逆變器相連。
[0009]優(yōu)選的，所述單向開關(guān)包括:直流接觸器。
[0010]優(yōu)選的，所述單向開關(guān)包括:直流接觸器和二極管。
[0011]優(yōu)選的，所述單向變換器包括:
[0012]單級(jí)EOC變換器。
[0013]優(yōu)選的，所述單向變換器包括:
[0014]多級(jí)EOC變換器。
[0015]—種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括:光伏裝置、雙向逆變器和如上述任意一項(xiàng)所述的充放電系統(tǒng)，其中:
[0016]所述充放電系統(tǒng)分別與所述光伏裝置和所述雙向逆變器相連。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果為:
[0018]在本申請(qǐng)中，提供一種充放電系統(tǒng)，包括單向變換器、單向開關(guān)、儲(chǔ)能裝置和控制器。
[0019]其中，控制器可以在光伏裝置的輸出功率大于雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率時(shí)，控制單向變換器以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電，由于第一充電功率為光伏裝置的輸出功率與雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率的差值，因此控制單向變換器以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電即實(shí)現(xiàn)了對(duì)光伏裝置多余能量的存儲(chǔ)。
[0020]控制器可以在所述光伏裝置的輸出功率小于所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最小輸出功率時(shí)，為了保證雙向逆變器能夠正常工作，發(fā)送降低電壓信號(hào)至所述雙向逆變器，并在檢測(cè)到所述雙向逆變器的輸入端電壓小于所述儲(chǔ)能裝置的開路電壓時(shí)，控制所述單向開關(guān)閉合，以使儲(chǔ)能裝置放電，將存儲(chǔ)的能量高效快速的提供給雙向逆變器，從而避免了光伏裝置多余能量的浪費(fèi)，提高了光伏裝置發(fā)電的收益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本申請(qǐng)?zhí)峁┑某浞烹娤到y(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本申請(qǐng)?zhí)峁┑某浞烹娤到y(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本申請(qǐng)?zhí)峁┑某浞烹娤到y(tǒng)的再一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本申請(qǐng)?zhí)峁┑墓夥l(fā)電系統(tǒng)的一種邏輯連接示意圖；
[0026]圖5是本申請(qǐng)?zhí)峁┑墓夥l(fā)電系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0028]實(shí)施例一
[0029]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑某浞烹娤到y(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，充放電系統(tǒng)包括:單向變換器11、單向開關(guān)12、儲(chǔ)能裝置13和控制器14。其中:
[0030]所述單向變換器11的輸入端與充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏裝置的輸出端相連，所述單向變換器11的輸出端與所述儲(chǔ)能裝置13的輸入端相連。
[0031]所述單向開關(guān)12分別與所述儲(chǔ)能裝置13的輸出端和充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的雙向逆變器的輸入端相連。
[0032]所述控制器14分別與所述單向變換器11、所述單向開關(guān)12、所述儲(chǔ)能裝置13和所述雙向逆變器相連。
[0033]在本申請(qǐng)中，提供一種充放電系統(tǒng)，包括單向變換器、單向開關(guān)、儲(chǔ)能裝置和控制器。
[0034]其中，控制器可以在光伏裝置的輸出功率大于雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率時(shí)，控制單向變換器以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電，由于第一充電功率為光伏裝置的輸出功率與雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率的差值，因此控制單向變換器以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電即實(shí)現(xiàn)了對(duì)光伏裝置多余能量的存儲(chǔ)。
[0035]控制器可以在所述光伏裝置的輸出功率小于所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最小輸出功率時(shí)，為了保證雙向逆變器能夠正常工作，發(fā)送降低電壓信號(hào)至所述雙向逆變器，并在檢測(cè)到所述雙向逆變器的輸入端電壓小于所述儲(chǔ)能裝置的開路電壓時(shí)，控制所述單向開關(guān)閉合，以使儲(chǔ)能裝置放電，將存儲(chǔ)的能量提供給雙向逆變器，從而避免了光伏裝置多余能量的浪費(fèi)，提高了光伏裝置發(fā)電的收益。
[0036]在本實(shí)施例中，單向開關(guān)12具體可以為直流接觸器Q1。如圖2所示，控制器14與直流接觸器Ql相連。
[0037]當(dāng)然，單向開關(guān)12也具體可以為直流接觸器Ql和二極管D1。
[0038]在單向開關(guān)12具體為直流接觸器Ql和二極管Dl時(shí)，二極管Dl的第一端與雙向逆變器的輸入端相連，二極管Dl的第二端與直流接觸器Ql的第一端相連，直流接觸器Ql的第二端與儲(chǔ)能裝置13的輸出端相連，控制器14與直流接觸器Ql相連，如圖3所示。
[0039]在本實(shí)施例中，通過(guò)增加二極管D1，可以防止雙向逆變器的輸入功率通過(guò)直流接觸器Ql倒灌給儲(chǔ)能裝置13。
[0040]當(dāng)然，在沒(méi)有二極管D1，僅有直流接觸器Ql時(shí)，只要控制器14控制得當(dāng)也能防止雙向逆變器的輸入功率通過(guò)直流接觸器Ql倒灌給儲(chǔ)能裝置13。
[0041]在本實(shí)施例中，單向變換器11具體可以但不局限于為單級(jí)DCDC變換器或多級(jí)DCDC變換器。
[0042]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N充放電方法，作為上述充放電系統(tǒng)的具體實(shí)施時(shí)的執(zhí)行方法，本申請(qǐng)?zhí)峁┑某浞烹姺椒ɑ谏鲜鏊龅某浞烹娤到y(tǒng)，具體如下:
[0043]步驟All:述控制器14在所述光伏裝置的輸出功率大于所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率時(shí)，控制所述單向變換器11以第一充電功率對(duì)所述儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電，所述第一充電功率為所述光伏裝置的輸出功率與所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率的差值。
[0044]控制器14控制單向變換器11以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電既保證了雙向逆變器以最大預(yù)設(shè)輸出功率工作，又能夠?qū)夥b置的多余能量進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0045]雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率為針對(duì)雙向逆變器的輸出功率限制要求的最大輸出功率。
[0046]步驟A12:控制器14在所述光伏裝置的輸出功率小于所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最小輸出功率時(shí)，發(fā)送降低電壓信號(hào)至所述雙向逆變器，并在檢測(cè)到所述雙向逆變器的輸入端電壓小于或等于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，控制所述單向開關(guān)12閉合，所述降低電壓信號(hào)用于指示所述雙向逆變器將本身的輸入端電壓降低至小于或等于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓。
[0047]控制器14在控制單向開關(guān)12閉合后，放電電路導(dǎo)通，儲(chǔ)能裝置13向所述雙向逆變器放電，將存儲(chǔ)的能量提供給所述雙向逆變器。單向開關(guān)12閉合后，儲(chǔ)能裝置13的輸出端電壓和雙向逆變器的輸入端電壓相同，儲(chǔ)能裝置13則以與雙向逆變器的輸出功率相等的放電功率進(jìn)行放電。
[0048]在本方案中，控制器在所述光伏裝置的輸出功率大于所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率時(shí)，控制所述單向變換器以第一充電功率對(duì)所述儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電的過(guò)程，包括:
[0049]步驟Bll:比較所述單向變換器11的輸入端電壓與所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓。
[0050]步驟B12:在比較結(jié)果為所述單向變換器11的輸入端電壓大于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，控制所述單向變換器11將其輸入端電壓降低至等于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓，并在所述單向變換器11的輸入端電壓等于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，控制所述單向變換器11以所述第一充電功率對(duì)所述儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電。
[0051]單向變換器11的輸入端電壓在降低至等于儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，單向變換器11工作于導(dǎo)通狀態(tài)，單向變換器11在工作于導(dǎo)通狀態(tài)后，控制器14控制處于導(dǎo)通狀態(tài)的單向變換器11以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電。
[0052]步驟B13:在比較結(jié)果為所述單向變換器11的輸入端電壓小于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，控制所述單向變換器11將其輸入端電壓升高至等于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓，并在所述單向變換器11的輸入端電壓等于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，控制所述單向變換器11以所述第一充電功率對(duì)所述儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電。
[0053]單向變換器11的輸入端電壓在升高至等于儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，單向變換器11工作于導(dǎo)通狀態(tài)，單向變換器11在工作于導(dǎo)通狀態(tài)后，控制器14控制處于導(dǎo)通狀態(tài)的單向變換器11以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電。
[0054]步驟B14:在比較結(jié)果為所述單向變換器11的輸入端電壓等于所述儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，控制所述單向變換器11以所述第一充電功率對(duì)所述儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電。
[0055]在單向變換器11的輸入端電壓等于儲(chǔ)能裝置13的開路電壓時(shí)，單向變換器11工作于導(dǎo)通狀態(tài)，控制器14直接控制處于導(dǎo)通狀態(tài)的單向變換器11以第一充電功率對(duì)儲(chǔ)能裝置13進(jìn)行充電。
[0056]本申請(qǐng)?zhí)峁┑某浞烹娤到y(tǒng)能夠通過(guò)控制器14控制單向變換器11向儲(chǔ)能裝置13充電，通過(guò)控制器14控制單向開關(guān)12，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置13雙向逆變器放電，實(shí)現(xiàn)了充電電路和放電電路的分離，整個(gè)方案簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。
[0057]由于本申請(qǐng)?zhí)峁┑某浞烹娤到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了充電電路和放電電路的分離，因此可以單獨(dú)對(duì)單向變換器11的充電功率進(jìn)行設(shè)計(jì)，單獨(dú)對(duì)單向開關(guān)12的放電功率進(jìn)行設(shè)計(jì)(即僅根據(jù)雙向逆變器的輸出功率進(jìn)行設(shè)計(jì)單向開關(guān)12的放電功率)。由于可以單獨(dú)對(duì)單向變換器11的充電功率進(jìn)行設(shè)計(jì)，單獨(dú)對(duì)單向開關(guān)12的放電功率進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此具體可以設(shè)計(jì)為小功率充電，大功率放電(只要選擇單向開關(guān)12的放電功率和雙向逆變器的預(yù)設(shè)最大輸出功率一致時(shí)，儲(chǔ)能裝置13的放電功率就能達(dá)到預(yù)設(shè)最大輸出功率)或者大功率充電，小功率放電，可見(jiàn)，單向變換器11的充電功率和單向開關(guān)12的放電功率可以靈活設(shè)計(jì)。
[0058]且單向變換器11設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，更加便于工程實(shí)現(xiàn)。
[0059]在單向開關(guān)12為直流接觸器Ql時(shí)，控制器14在所述光伏裝置的輸出功率小于所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最小輸出功率時(shí)，若檢測(cè)到所述雙向逆變器的輸入端電壓小于或等于儲(chǔ)能裝置13的開路電壓，則控制直流接觸器Ql閉合。
[0060]直流接觸器Ql閉合后，包括直流接觸器Ql的放電電路導(dǎo)通，儲(chǔ)能裝置13向所述雙向逆變器放電，將存儲(chǔ)的能量提供給所述雙向逆變器。直流接觸器Ql閉合后，儲(chǔ)能裝置13的輸出端電壓和雙向逆變器的輸入端電壓相同，儲(chǔ)能裝置13則以與雙向逆變器的輸出功率相等的放電功率進(jìn)行放電。
[0061]由于直流接觸器的壽命可以達(dá)到30年，且動(dòng)作次數(shù)高達(dá)70萬(wàn)次，因此通過(guò)直流接觸器放電具有高可靠性。且由于通過(guò)直流接觸器放電過(guò)程中，能量損失極小，因此儲(chǔ)能裝置13放電過(guò)程具有更高的運(yùn)行效率。
[0062]在單向開關(guān)12為直流接觸器Ql和二極管Dl時(shí)，控制器14在所述光伏裝置的輸出功率小于所述雙向逆變器的預(yù)設(shè)最小輸出功率時(shí)，若檢測(cè)到所述雙向逆變器的輸入端電壓小于或等于儲(chǔ)能裝置13的開路電壓，則控制直流接觸器Ql閉合。
[0063]直流接觸器Ql閉合后，包括直流接觸器Ql和二極管Dl的放電電路導(dǎo)通，儲(chǔ)能裝置13向所述雙向逆變器放電，將存儲(chǔ)的能量提供給所述雙向逆變器。
[0064]實(shí)施例二
[0065]在本實(shí)施例中，示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N光伏發(fā)電系統(tǒng)，請(qǐng)參見(jiàn)圖4，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括:光伏裝置41、雙向逆變器42和充放電系統(tǒng)43。其中:
[0066]充放電系統(tǒng)43和實(shí)施例一不出的充放電系統(tǒng)相同，在此不再贅述。
[0067]充放電系統(tǒng)43分別與所述光伏裝置41和所述雙向逆變器42相連。
[0068]具體的，充放電系統(tǒng)43中的單向變換器11的輸入端與光伏裝置的輸出端41相連，充放電系統(tǒng)43中的單向開關(guān)12與雙向逆變器42的輸入端相連，充放電系統(tǒng)43中的控制器14與雙向逆變器42相連，如圖5所示。
[0069]需要說(shuō)明的是，在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0070]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電系統(tǒng)包括:單向變換器、單向開關(guān)、儲(chǔ)能裝置和控制器，其中: 所述單向變換器的輸入端與所述充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏裝置的輸出端相連，所述單向變換器的輸出端與所述儲(chǔ)能裝置的輸入端相連； 所述單向開關(guān)分別與所述儲(chǔ)能裝置的輸出端和所述充放電系統(tǒng)所屬光伏發(fā)電系統(tǒng)的雙向逆變器的輸入端相連； 所述控制器分別與所述單向變換器、所述單向開關(guān)、所述儲(chǔ)能裝置和所述雙向逆變器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述單向開關(guān)包括:直流接觸器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述單向開關(guān)包括:直流接觸器和二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述單向變換器包括: 單級(jí)DCDC變換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述單向變換器包括: 多級(jí)DCDC變換器。
6.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括:光伏裝置、雙向逆變器和如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的充放電系統(tǒng)，其中: 所述充放電系統(tǒng)分別與所述光伏裝置和所述雙向逆變器相連。
【文檔編號(hào)】H02S10/20GK204167925SQ201420495746
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】陶磊, 潘年安, 馮紀(jì)歸, 鄒海晏 申請(qǐng)人:陽(yáng)光電源股份有限公司