[发明专利]直流光伏储能系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种直流光伏储能系统及其控制方法，其中，该系统包括光伏发电模块、光伏逆变模块、功率获取模块和储能模块，光伏逆变模块的直流侧分别连接光伏发电模块和储能模块，光伏逆变模块的交流侧连接电网；功率获取模块用于获取光伏逆变模块的功率；储能模块包括多个DC‑DC变换器、储能电池和控制单元，其中，每个DC‑DC变换器的第一直流端连接到光伏发电模块的输出端与光伏逆变模块的直流侧之间，每个DC‑DC变换器的第二直流端与储能电池相连，控制单元用于根据光伏逆变模块的功率、储能电池的SOC和光伏发电模块的输出电压对储能模块进行控制。根据本发明的系统，可平滑光伏逆变模块输出功率，并可提高光伏能量的利用率，适用性强。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别涉及一种直流光伏储能系统和一种直流光伏储能系统的控制方法。

背景技术

随着经济的发展和生产力水平的提高，人类社会对能源的需求量日益增加。在目前主要的能源中，化石能源会导致环境污染问题，并且化石能源储量有限，属于不可再生能源；核能属于清洁能源，消耗资源少，但对防护要求高，且存在核废料处理成本高的问题。而太阳能作为一种可再生的能源，是一种取之不尽用之不竭的绿色能源。利用太阳能进行光伏发电，可以极大的减少对化石能源的依赖，减小使用化石能源时产生的环境污染。

但太阳能发电也有局限，太阳能电池板会受到光照和温度的影响，在外部环境快速变化时，光伏发电功率也会快速变化，无法保证向电网稳定地输出功率。

为了稳定光伏发电的输出功率，可以在光伏发电系统中加入储能系统。目前，一种方案是在光伏逆变器的交流侧接入储能系统，由DC-AC变换器和储能电池组成，在光伏发电时段内，将所有的光伏逆变器输出的电能储存在电池里，然后定时以一定的功率将储存的能量送入电网。由于储能系统在光伏逆变器的交流侧接入，系统输出功率限制于光伏逆变器的额定功率，无法适用于光伏面板发电功率大于光伏逆变器额定光率的情况，会造成光伏能量的浪费。同时，在交流侧接入储能系统时，会影响电网和光伏逆变器的交流谐波。

另一种方案是在光伏逆变器的直流侧接入单路储能系统，根据一定的策略对光伏逆变器的功率进行平滑，保证光伏逆变平稳输出功率。然而，单路储能系统无法很好的适配有多个MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)单元的光伏逆变器，影响光伏逆变器最大功率追踪功能，从而影响到光伏逆变器的工作效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种直流光伏储能系统，不仅能够平滑和稳定光伏逆变模块的输出功率，还能提高光伏能量的利用率，并且能够适配有多个MPPT单元的光伏逆变模块，从而可提高光伏逆变模块的工作效率。

本发明的第二个目的在于提出一种直流光伏储能系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种直流光伏储能系统，该系统包括光伏发电模块、光伏逆变模块、功率获取模块和储能模块，其中，所述光伏发电模块，用于对太阳能进行转化以输出直流电；所述光伏逆变模块的直流侧分别连接所述光伏发电模块和所述储能模块，所述光伏逆变模块的交流侧连接电网，所述光伏逆变模块用于将所述光伏发电模块和/或所述储能模块输出的直流电转换为交流电以提供给所述电网；所述功率获取模块，用于获取所述光伏逆变模块的功率；所述储能模块包括多个DC-DC变换器、储能电池和控制单元，其中，每个所述DC-DC变换器的第一直流端连接到所述光伏发电模块的输出端与所述光伏逆变模块的直流侧之间，每个所述DC-DC变换器的第二直流端与所述储能电池相连，所述光伏发电模块输出的直流电通过每个所述DC-DC变换器进行变换以给所述储能电池充电，所述储能电池通过每个所述DC-DC变换器进行变换以向所述光伏逆变模块进行放电，所述控制单元与所述功率获取模块相连，所述控制单元用于获取所述储能电池的SOC(State of Charge，荷电状态)和所述光伏发电模块的输出电压，并根据所述光伏逆变模块的功率、所述储能电池的SOC和所述光伏发电模块的输出电压对所述储能模块进行控制。