[发明专利]具有储能功能的智能光伏发电系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能发电领域，尤其涉及太阳能并网发电，具体地说是一种具有储能功能的智能光伏发电系统及其控制方法。

背景技术

太阳能作为能够经转化后最终为家庭生活和工业生产提供电能供给的新能源，具有安全、绿色、环保的特点，其广泛应用能为环境保护作出贡献。

太阳能发电系统的应用在不断进步，太阳能的应用在初期是首先利用太阳能电池在太阳光下进行储能，之后将储存的能量通过再供给给负载进行运转。这期间用于将太阳能转换成可利用电能的时间长，同时由于太阳能蓄电池本身构成的局限性，导致对太阳能的利用不够充分。

针对上述的不足，现有的太阳能发电系统已经可以将太阳能直接并入市电的电网中，不仅缩短了将太阳能转化成电能的时间、能够更加充分地利用太阳能，同时减少了寿命不长的太阳能蓄电池装置的使用量，间接降低了成本，将千瓦级的太阳能直接并入市电电网的设备已被国内外广泛应用。

但是，目前太阳能发电系统没有被广泛应用于我国普通家庭中，其原因为：在我国，居民用电通常是将220V的市电由10KV的中压供电变成相电送至居民独立用户，一般情况每相的最大输出功率在100—500KW之间，而现有可使用的太阳能发电系统其发电能力在500—5000W之间，因此，上网发电其实在政策和管理上很难协调。基于上述原因，我国国产的太阳能电池产量已占世界总产能的70%，但国产太阳能电池中90%用于出口，自用比例不足10%，导致利用自己国家的能源做出发明创造而供其他国家使用。

而为了令太阳能发电系统能够与市电相协调，目前的太阳能发电系统采用二级全桥逆变并网系统，其以结构简单、对太阳能能量的转换彻底等优势而备受重视。它的工作原理为：通过升压变换器将太阳能电池的直流电压升压至满足要求的高电压后输出，再将该高电压通过核心逆变器进行直流到交流的逆变，最终将直流电流转换成在相位、频率上均满足要求的正弦波交流电，驱动负载正常工作，而且不会对市电网络造成噪声谐波污染。

但是，大多数的太阳能并网发电系统是将太阳能转换后的电能直接并入到市电网络中，驱动负载工作。而由于负载的运行数量不一定，因此，当遇到负载工作所需要的驱动能源不是太大时，并入市电网络中的太阳能就不会被应用到，或者应用的很少，最终导致太阳能不能被充分利用而造成能源浪费。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种具有储能功能的智能光伏发电系统，能够将由太阳能转换成的并入市电网络中的电能中居民未使用的部分进行存储，当负载加大而需要大量的驱动能源时，可以自动控制存储的能量，甚至电网中的电能来驱动负载工作，达到能源利用的最大化；

本发明的另外一个目的，是提供一种上述具有储能功能智能光伏发电系统的控制方法，该控制方法可以根据负载的消耗功率的大小，控制太阳能电池模块、储能模块，以及市电网络进行合理组合来驱动负载工作，保证太阳能的充分利用。 

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种具有储能功能的智能光伏发电系统，包括通过太阳能进行发电的太阳能电池模块、光伏逆变器模块、储能电池模块、智能功率合成模块、智能控制模块，所述太阳能电池模块的多余电能输出端连接储能电池模块的信号输入端，太阳能电池模块与储能电池模块的信号输出端分别通过智能功率合成模块连接光伏逆变器模块的信号输入端，光伏逆变器模块的信号输出端连接用电负载，同时用电负载还连接外部市电；智能控制模块分别通过采集的用电负载的用电功率、太阳能电池模块的输出功率、储能电池模块的输出功率，控制太阳能电池模块、储能电池模块、外部电网与用电负载的接通。

作为对智能控制模块的限定，所述智能控制模块包括：

作为控制中心的智能功率管理控制单元；

用于采集用电负载用电功率信息、太阳能电池模块即时输出的最大功率信息、储能电池模块的最大输出功率信息，以及外部电网功率信息的检测机构，所述检测机构的信号输入端分别连接负载供电线路、太阳能电池模块输出线路、储能电池模块输出线路，信号输出端连接智能功率管理控制单元；

用于驱动储能电池模块、外部市电对负载进行供电的驱动机构，所述驱动机构接收智能功率管理控制单元输出的控制信号，其信号输出端分别控制连接储能电池模块与外部电网对负载的供电线路。