[发明专利]一种光储一体化离网系统及其多级优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏发电领域的系统及方法，具体讲涉及一种光储一体化离网系统及其多级优化控制方法。

背景技术

太阳能资源没有地域限制，分布广泛且取之不尽，用之不竭。太阳能电池组件结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装，光伏发电系统建设周期短，而用根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容的特点；同时，太阳能光伏发电的过程没有机械转动部件，不需要冷却水也不消耗燃料，并且不排放包括温室气体在内的任何物质，具有无噪声、无污染、性能稳定可靠，使用寿命长等特点。因此，与其它新型发电技术相比，太阳能光伏发电是一种理想的离网供电技术。

光伏发电随外部条件的变化而变化，表现出间歇性和随机性等特点，使得电源仅依靠自身的调节能力难以满足负荷的功率平衡，从而造成了光伏发电和电力负荷二者之间的不匹配；需要其他电源或储能装置的配合以提供支持和备用。

储能装置主要用于平缓光伏电能与负荷之间的不匹配，为了保证系统能够自治运行，系统通常采用储能装置将白天多余的光伏电能存储起来，在夜晚释放以保证系统供电连续。

现有的离网供电系统多以间歇式可再生能源为主，例如光伏和风电。这些可再生能源的波动性和间歇性导致其供电质量不稳定；以风电机组为主的离网供电系统，需要定期进行维护；以光伏为主的离网供电系统，多采用两级变流器，即包含DC/DC变流器和DC/AC变流器，能量转换效率低；以光伏为主的离网供电系统，在输出功率大于负荷所需功率时，多采用非MPPT模式，即减少光伏系统输出的方式，不能达到对清洁能源的最大利用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种光储一体化离网系统及其多级优化控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种光储一体化离网系统，所述系统包括通过DC/AC变流器相连的交流母线和直流母线；其改进之处在于：所述直流母线连接光伏系统和电池储能系统；

所述直流母线和交流母线分别连接直流负荷和交流负荷。

进一步的，所述直流母线通过防逆流装置与所述光伏系统连接；

所述防逆流装置为防止电池系统的电流反过来向光伏系统倒送，避免光伏组件因发热而损坏的装置。

进一步的，所述直流负荷包括与所述直流母线直接连接的负荷和通过直流负荷开关与所述直流母线连接的负荷；

所述交流负荷包括与所述交流母线直接连接的负荷和通过交流负荷开关与所述交流母线连接的负荷。

进一步的，所述直流负荷开关为切出与其相连的直流负荷保证所述与所述直流母线直接连接的负荷供电的装置；

所述交流负荷开关为切出与其相连的交流负荷保证所述与所述交流母线直接连接的负荷供电的装置。

一种应用于权利要求1所述的光储一体化离网系统的多级优化控制方法，其改进之处在于：所述方法包括光伏系统优化控制方法、电池储能系统优化控制方法和电力负荷优化控制方法。

进一步的，所述光伏系统优化控制方法包括以下步骤：

I、判断所述离网系统电能供需是否平衡，若平衡则结束控制，若不平衡则进入步骤II；

II、判断是否需要增大电能供应，若需要增大电能供应则进入步骤III，若需减小电能供应则进入步骤IV；

III、判断光伏系统是否运行在非MPPT模式，若光伏系统运行在所述非MPPT模式，则调整所述储能系统进入MPPT模式以增大光伏系统输出功率，否则进行储能系统调节电能；

IV、判断所述光伏系统是否运行在所述MPPT模式，若所述光伏系统运行在所述MPPT模式，则调整为所述非MPPT模式以减小光伏系统输出功率，若所述光伏系统运行在所述非MPPT模式，则进行储能系统调节电能。

进一步的，所述电池储能系统优化控制方法包括以下步骤：

I、根据所述光伏系统优化控制方法判断是否需要电池储能系统调节电能供应，若需要电池储能系统调节则判断是否需要增大电能供应，若需要增大电能供应时进入步骤II；若需要减小电能供应时则进入步骤III；

II、判断所述电池储能系统的剩余容量是否达到下限，若未达到下限，则控制所述电池储能系统放电以增大电能供应，若达到下限，则进行电力负荷调节；

III、判断所述电池储能系统的剩余容量是否达到上限，若未达到上限，则控制所述电池储能系统充电以减小电能供应，若达到上限，则进行电力负荷调节。

进一步的，所述电力负荷优化控制方法包括以下步骤：