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CN105529810A - 储能式光伏电站光伏充电系统及其控制方法 - Google Patents

储能式光伏电站光伏充电系统及其控制方法 Download PDF

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CN105529810A
CN105529810A CN201610046534.7A CN201610046534A CN105529810A CN 105529810 A CN105529810 A CN 105529810A CN 201610046534 A CN201610046534 A CN 201610046534A CN 105529810 A CN105529810 A CN 105529810A
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CN
China
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battery pack
photovoltaic
charging
controller
power generation
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Pending
Application number
CN201610046534.7A
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English (en)
Inventor
李春来
兰建军
刘寅东
顾大可
冯国亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Northeast Electric Power University
State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Northeast Dianli University
State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd
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Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Northeast Dianli University, State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd, Electric Power Research Institute of State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种储能式光伏电站光伏充电系统及其控制方法，该充电系统包括光伏组件，用于完成太阳能到电能的转化；照度传感器，用于检测光伏组件所处环境的太阳光照强度，并将检测到的数据发送到光伏发电控制器；光伏发电控制器，用于接收照度传感器所检测到的太阳光照强度，并依据光伏组件的伏安特性曲线判断光伏组件的输出参数大小，调整充电控制器的输出参数，充电控制器，通过切换开关与蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C连接，用于控制光伏组件为蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C充电。本发明可根据不同的光照条件分级控制充电电路实现光能的充分利用，避免光能浪费，从而提高光伏电站的发电效率。

Description

储能式光伏电站光伏充电系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种储能式光伏电站光伏充电系统及其控制方法。
背景技术
在早晨和傍晚等光照条件较弱时，现有的光伏发电场合光伏组件输出参数无法满足蓄电池组的充电参数，导致光伏使用效率降低。
目前较多的文献报道的都是在光照条件充足时对光伏发电系统进行最大功率点跟踪的研究，对于弱光照条件下提高光伏发电效率的研究较少，对光照弱的判断方式都是对光伏组件输出的电压和电流等电参数进行检测，如果光伏组件较多时，需要检测的相关参数较多，控制系统相对较为复杂，处理和实现就会困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种储能式光伏电站光伏充电系统及其控制方法，可根据不同的光照条件分级控制充电电路实现光能的充分利用，避免光能浪费，从而提高光伏电站的发电效率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
储能式光伏电站光伏充电系统，包括
光伏组件，为光伏发电系统的能量转化单元，用于完成太阳能到电能的转化；
照度传感器，用于检测光伏组件所处环境的太阳光照强度，并将检测到的数据发送到光伏发电控制器；
光伏发电控制器，用于接收照度传感器所检测到的太阳光照强度，并依据光伏组件的伏安特性曲线判断光伏组件的输出参数大小，调整充电控制器的输出参数。
蓄电池组，由蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C构成，蓄电池组A和蓄电池组B分别通过逆变器A和逆变器B与负载相连；
充电控制器，通过切换开关与蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C连接，用于控制光伏组件为蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C充电。
上述储能式光伏电站光伏充电系统的控制方法为：
(1)当环境光照度强时，将充电控制器的充电参数设置为蓄电池组A的充电参数，同时将转换切换开关将充电控制器的输出切向至蓄电池组A，完成正常的光伏充电储能过程；
(2)当环境光照度偏弱，光伏组件输出参数无法满足蓄电池组A的充电参数要求时，光伏发电控制器降低充电控制器参数，同时将转换切换开关切换至蓄电池组B，将光伏组件输出对蓄电池组B进行充电，蓄电池组B电参数配置为蓄电池组A电参数的1/2(额定电压参数)；
(3)当环境光照度进一步降低，光伏组件输出参数无法满足蓄电池组B的充电参数要求时，光伏发电控制器进一步降低充电控制器参数，同时将转换切换开关切换至蓄电池组C，将光伏组件输出对蓄电池组C进行充电，蓄电池组C电压参数设置为24伏，用于存储弱光照条件下的光伏组件输出的电能，为整个光伏发电系统的各控制装置提供电能消耗；蓄电池组A和蓄电池组B分别通过逆变器A和逆变器B将各自存储的电能进行逆变后为负载供电。
本发明具有以下有益效果：
通过检测环境照度，可以非常方便的判断光照强度，同时通过太阳能电池板的伏安特性曲线可以非常方便的判断出光伏组件输出的电参数大小，从而实现特殊的充电控制方案，最终提高光伏发电的效率；
可以满足各种光照条件下分别实施不同的充电控制方案，有效的解决弱光照条件下光能浪费的问题，具有一定的实用性。
可根据不同的光照条件分级控制充电电路实现光能的充分利用，避免光能浪费，从而提高光伏电站的发电效率。
附图说明
图1为本发明实施例储能式光伏电站光伏充电系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了储能式光伏电站光伏充电系统，包括
光伏组件，为光伏发电系统的能量转化单元，用于完成太阳能到电能的转化；
照度传感器，用于检测光伏组件所处环境的太阳光照强度，并将检测到的数据发送到光伏发电控制器；
光伏发电控制器，用于接收照度传感器所检测到的太阳光照强度，并依据光伏组件的伏安特性曲线判断光伏组件的输出参数大小，调整充电控制器的输出参数。
蓄电池组，由蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C构成，蓄电池组A和蓄电池组B分别通过逆变器A和逆变器B与负载相连；
充电控制器，通过切换开关与蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C连接，用于控制光伏组件为蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C充电。
本发明实施例还提供了上述储能式光伏电站光伏充电系统的控制方法为：
(1)当环境光照度强时，将充电控制器的充电参数设置为蓄电池组A的充电参数，同时将转换切换开关将充电控制器的输出切向至蓄电池组A，完成正常的光伏充电储能过程；
(2)当环境光照度偏弱，光伏组件输出参数无法满足蓄电池组A的充电参数要求时，光伏发电控制器降低充电控制器参数，同时将转换切换开关切换至蓄电池组B，将光伏组件输出对蓄电池组B进行充电，蓄电池组B电参数配置为蓄电池组A电参数的1/2(额定电压参数)；
(3)当环境光照度进一步降低，光伏组件输出参数无法满足蓄电池组B的充电参数要求时，光伏发电控制器进一步降低充电控制器参数，同时将转换切换开关切换至蓄电池组C，将光伏组件输出对蓄电池组C进行充电，蓄电池组C电压参数设置为24伏，用于存储弱光照条件下的光伏组件输出的电能，为整个光伏发电系统的各控制装置提供电能消耗；蓄电池组A和蓄电池组B分别通过逆变器A和逆变器B将各自存储的电能进行逆变后为负载供电。
本具体实施通过照度传感器实时检测环境太阳光强度，并依据太阳能电池的伏安特性曲线分析和计算太阳能电池输出的电压、电流大小，为控制充电控制器实施不同的充电策略提供依据，根据不同的环境光照情况，自动对不同的蓄电池组进行充电管理，从而实现不同光照情况下太阳能的分级利用，实现光能的充分利用，避免光能浪费，从而提高光伏电站的发电效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.储能式光伏电站光伏充电系统，其特征在于，包括
光伏组件，为光伏发电系统的能量转化单元，用于完成太阳能到电能的转化；
照度传感器，用于检测光伏组件所处环境的太阳光照强度，并将检测到的数据发送到光伏发电控制器；
光伏发电控制器，用于接收照度传感器所检测到的太阳光照强度，并依据光伏组件的伏安特性曲线判断光伏组件的输出参数大小，调整充电控制器的输出参数；
蓄电池组，由蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C构成，蓄电池组A和蓄电池组B分别通过逆变器A和逆变器B与负载相连；
充电控制器，通过切换开关与蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C连接，用于控制光伏组件为蓄电池组A、蓄电池组B和蓄电池组C充电。
2.如权利要求1所述的储能式光伏电站光伏充电系统的控制方法，其特征在于，
(1)当环境光照度强时，将充电控制器的充电参数设置为蓄电池组A的充电参数，同时将转换切换开关将充电控制器的输出切向至蓄电池组A，完成正常的光伏充电储能过程；
(2)当环境光照度偏弱，光伏组件输出参数无法满足蓄电池组A的充电参数要求时，光伏发电控制器降低充电控制器参数，同时将转换切换开关切换至蓄电池组B，将光伏组件输出对蓄电池组B进行充电，蓄电池组B电参数配置为蓄电池组A电参数的1/2；
(3)当环境光照度进一步降低，光伏组件输出参数无法满足蓄电池组B的充电参数要求时，光伏发电控制器进一步降低充电控制器参数，同时将转换切换开关切换至蓄电池组C，将光伏组件输出对蓄电池组C进行充电，蓄电池组C电压参数设置为24伏，用于存储弱光照条件下的光伏组件输出的电能，为整个光伏发电系统的各控制装置提供电能消耗；蓄电池组A和蓄电池组B分别通过逆变器A和逆变器B将各自存储的电能进行逆变后为负载供电。
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