[发明专利]一种防冲击电流蓄电池保护的光储系统

说明书

一种防冲击电流蓄电池保护的光储系统，属于分布式离网的太阳能‑蓄电池一体化的发电供电技术领域。通过在蓄电池开关和双向直流变流器之间加入防冲击电流模块，当系统的工作模式发生变化而产生冲击电流时，通过调节防冲击电流模块中4个开关(K1、K2、K3、K4)的关断，使接入系统中的电阻值发生变化，这样不仅可以防止一次冲击电流，还可以防止二次冲击电流，使电流平缓恢复到正常值，有效减小冲击电流对系统的影响。同时，防冲击电流模块中采用三级限流电阻的方式，4个开关快速切换将限流电阻降为零，极大地减少了加入的电阻引起的功率损失。

技术领域

本发明属于分布式离网的太阳能-蓄电池一体化的发电供电技术领域，具体涉及一种具有防冲击电流蓄电池保护的光储系统。

背景技术

近年来，随着生活水平的不断提高，人们对环境问题越来越重视。太阳能作为一种清洁环保的能源，具有丰富的来源，是近年来能源研究的热点。

然而，太阳能发电很大程度上与天气有关，不同的光照强度、不同的温度都会对发电效果产生一定的影响，进而导致太阳能发电输出不稳定。为了使电能输出比较平滑，可在太阳能发电系统中加入储能装置，当光伏电池的输出存在波动时，则通过蓄电池的充放电来稳定系统的输出电能，同时还可以将多余的电量储存起来，在某种程度上起到减少弃光限电的作用。但是蓄电池等储能装置价格较高，这在很大程度上就决定了光储系统的成本，因此，蓄电池等储能装置的使用寿命对系统来说至关重要。另外，加入蓄电池等储能装置的光伏系统还需要考虑以下两方面：一是能量的优化管理，尽可能的减少太阳能资源的浪费；二是维持系统能量输出的稳定，减少能量的波动，为系统并网提供良好的技术前提。

目前，光储系统受到越来越多研究者的重视，其中，如何优化光储系统、减少光储系统的成本、提高光储系统的效率成为关注的主要问题。中国专利CN106816949A公开了一种12V蓄电池光伏市电互补充放电维护装置，主要是通过自动检测蓄电池的状态，并进行自动充放电和关断控制、以及关断恢复控制。中国专利CN106887865A公开了一种有效延长光伏发电配套蓄电池寿命的智能控制系统，主要是通过检测不同的工作状态，实现太阳能电源的即充即用、充电和用电可同时进行，减少了市电和蓄电池的消耗，延长了使用寿命。上述方法均是从蓄电池充放电的控制上来对蓄电池进行维护，以解决电池出现过冲过放的问题。但是，均没有提出由于光伏系统的不稳定性、系统不同工作状态的突变所引起的冲击电流对系统和电池的损害的解决方案。

发明内容

本发明针对背景技术提出的光储系统中工作状态突变所带来的冲击电流的问题，提出了一种防冲击电流蓄电池保护的光储系统。本发明光储系统的结构简单，添加的防冲击电流模块的成本和功耗均很小，可满足实际应用需求；同时，该光储系统还考虑了多种不同状态的工作模式，有利于提高系统的能源利用效率。

本发明的技术方案如下：

一种防冲击电流蓄电池保护的光储系统，包括太阳能光伏电板1、单向直流变流器2、公共直流母线3、蓄电池4、蓄电池开关5、防冲击电流模块6、双向直流变流器7、负载开关控制模块8、直流负载9和主控模块10；所述防冲击电流模块6位于蓄电池开关5和双向直流变流器7之间；所述防冲击电流模块6包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第一电阻R7、第二电阻R8和第三电阻R9，所述第二电阻R8与第二开关K2串联，第一电阻R7和第三电阻R9串联，第三开关K3与第三电阻R9串联，所述第一开关K1与第二电阻R8、第二开关K2，第一电阻R7、第三电阻R9，第三开关K3、第三电阻R9，第四开关K4并联；所述主控模块包括中心控制单元、蓄电池开关控制单元、负载开关控制单元、防冲击电流控制单元、PWM(脉冲宽度调制)产生单元、数据采集单元和AD转化单元。