[发明专利]一种储能系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种储能系统及控制方法。

背景技术

光伏发电是在一定条件下使太阳能直接转化为电能的过程，在转化过程中，没污染和噪声，因此作为一种清洁环保和可再生的分布式发电方式被各国大力的推广应用。光伏发电产生的电流有时候不能被完全消纳，为了防止能源的浪费需要被储存备用。但是，被储存的电能往往无法及时被利用或者重新利用的效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能系统及控制方法，不仅能够及时消纳光伏发电中产生的多余电量，同时，在配电网计划停电及非计划停电的情况下，储能系统可自动无缝切换成离网工作模式，保证负载不间断供电。

本发明的一种储能系统，包括：由多个太阳能电池板并联构成的PV阵列、光伏逆变器、STS智能切换柜、用于将直流电和交流电自动转换的双级储能变流器、PC后台控制系统；

所述PV阵列通过所述光伏逆变器将产生的直流电转化为交流电传送给所述总线，电网同时并入所述总线，所述电网与所述总线之间设有电路控制开关，所述STS智能切换柜设在所述双级储能变流器与所述总线的并网点之间，与所述双级储能变流器连接有储能电池，所述总线上还接入有交流负载，所述PC后台控制系统分别与所述光伏逆变器、双级储能变流器以及电路控制开关通信连接。

进一步地，所述光伏逆变器为无变压器逆变器。

进一步地，所述PV阵列设在由低铁玻璃制成的保护壳内，所述保护壳的底部设有供所述PV阵列根据太阳光照射角度转动的支撑架，所述保护壳的内壁上设有大功率光源。

进一步地，所述交流负载包括向动力电池提供电源的充电机，所述PC后台控制系统与所述充电机通信连接。

进一步地，所述双级储能变流器包括高压电池组用储能变流器和低压电池组用储能变流器，其中，所述低压电池组用储能变流器与所述低压电池组一对一连接充放电。

进一步地，所述STS智能切换柜的内部线路结构包括：总线接口、进线开关、STS智能切换柜、储能进线开关、负荷开关以及维修开关，所述进线开关与所述STS智能切换柜串联并构成干路，所述负荷开关与所述储能进线开关并联后与所述干路串联，所述维修开关与所述STS智能切换柜并联。

本发明还提供了一种储能系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1)所述PV阵列通过所述光伏逆变器将产生的直流电转化为与总线电压同幅值、同频、同相的交流电传送给总线，与所述总线连接的交流负载消纳所述交流电，单位时间内，未被消纳的所述交流电通过所述双级储能变流器转换成直流电存储进所述储能电池内；

步骤2)所述PC后台控制系统实时接收所述光伏逆变器传送的电流值，并通过采集的所述电流值调控所述光伏逆变器的输出频率，当所述总线中的电流值小于预设的第一阈值时，所述PC后台控制系统控制所述电路控制开关闭合，所述电网与PV板阵列协同向所述总线供电或者由电网单独向所述总线供电；

步骤3)当所述总线的电量值小于预设的第二阈值时，所述STS智能切换柜启动所述双级储能变流器将所述储能电池内的直流电导出转换成交流电供给所述总线。

进一步地，步骤3)中，当所述第二阈值为0时，所述双级储能变流器自动将所述储能电池内的直流电导出转换成交流电供给所述总线；

当所述总线中的电流值大于交流负载的消纳值时，剩余电量被继续存储在所述储能电池内，所述储能电池停止向所述总线供电。

本发明提供的一种储能系统及控制方法，通过光伏发电、电网以及储能系统的多方协同配合向总线供电，以满足总线的用电量需求，本发明中的总线为380V交流母线。当总线中存在未被交流负载消纳的富余电量时，直接通过双级储能变流器存储在储能电池中备用，这样不仅能够及时消纳光伏发电中产生的多余电量，同时，在配电网计划停电及非计划停电的情况下，储能系统可自动无缝切换成离网工作模式，保证负载不间断供电。同时，储能系统还能在平谷时段进行充电，在用电高峰时段通过STS智能切换柜启动双级储能变流器将储能电池中的电量放电回馈电网，以降低电网在用电高峰时段的波动，达到削峰填谷的目的。

附图说明

图1为本发明提供的一种储能系统的框架示意图；

图2为本发明提供的储能系统中双级储能变流器与高压电池组以及低压电池组之间的连接关系示意图；

图3为本发明提供的一种储能系统中的STS智能切换柜内部线路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行说明。