[发明专利]光伏发电系统和光伏输电方法

说明书

本申请提供了一种光伏发电系统，包括：至少一个第一光伏组件、光伏逆变器、第一双向DC‑DC变换器和至少一个第一储能单元，还包括至少一个第二光伏组件或至少一个第二储能单元；该光伏逆变器包括DC‑DC变换器和DC‑AC逆变器，该DC‑DC变换器与至少一个第一光伏组件电连接，DC‑DC变换器和DC‑AC逆变器通过直流母线连接；第一双向DC‑DC变换器包括至少三个端口，第一端口与上述直流母线电连接，第二端口与至少一个第一储能单元的端口电连接，第三端口与至少一个第二光伏组件的输出端口或至少一个第二储能单元的端口电连接。上述光伏发电系统可以灵活配置光伏阵列和储能装置以应对用电高峰和用电低谷。

技术领域

本申请涉及电路领域，尤其涉及一种光伏发电系统和光伏输电方法。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种清技术，具有清洁、可持续和安全等特点。光伏发电的缺点是输出功率不可预测以及输出功率的波动较大，这对电网的稳定性带来一系列问题。

一种解决上述问题的方法是在光伏发电系统中加入储能装置，当光伏阵列的输出功率较大且电网的用电量需求较小时，可以将多余的电能存储在储能装置中；当光伏阵列的输出功率较小且电网的用电量需求较大时，可以将储能装置中存储的电能输送到电网中，从而提高了电网的稳定性。

在上述加入了储能装置的光伏发电系统中，光伏阵列通过光伏逆变器接入电网，储能装置通过直流-直流(DC-DC)变换器接入电网，并且，储能装置通过该DC-DC变换器与光伏阵列相连，存储光伏阵列输出的多余电能。

由于光伏逆变器的功率和DC-DC变换器均有最大功率限制，因此，当需要增加光伏阵列的输出功率时，需要更换大功率的光伏逆变器，当电网的用电需求量减小时，需要更大容量的储能装置存储电能，相应地，需要更换大功率的DC-DC变换器，从而导致光伏发电系统无法灵活配置光伏阵列和储能装置。

发明内容

本申请提供了一种光伏发电系统，使用包括至少三个端口的DC-DC变换器连接储能单元和光伏逆变器，可以提高光伏发电系统配置光伏阵列和储能装置的灵活性，并且还可以减小改造光伏发电系统的成本。

第一方面，提供了一种光伏发电系统，包括：至少一个第一光伏组件、光伏逆变器、第一双向DC-DC变换器和至少一个第一储能单元，还包括至少一个第二光伏组件或至少一个第二储能单元；该光伏逆变器包括DC-DC变换器和直流-交流(DC-AC)逆变器，该DC-DC变换器的输入端与至少一个第一光伏组件的输出端电连接，DC-DC变换器的输出端和DC-AC逆变器的输入端通过直流母线连接，光伏逆变器用于将第一光伏组件输出的直流电转变为交流电并输出至电网；第一双向DC-DC变换器包括至少三个端口，该第一双向DC-DC变换器的至少三个端口中的第一端口与上述直流母线电连接，该第一双向DC-DC变换器的至少三个端口中的第二端口与至少一个第一储能单元的端口电连接，该第一双向DC-DC变换器的至少三个端口中的第三端口与至少一个第二光伏组件的输出端口或至少一个第二储能单元的端口电连接，其中，第一双向DC-DC变换器的第一端口、第二端口以及第三端口中任意两个端口之间的电路被配置为双向流通电路。

在本实施例提供的光伏发电系统中，至少一个第一光伏组件为电网提供日常供电，至少一个第一储能单元用于保障日常供电的功率平稳性，当用电高峰来临时，需要增大光伏阵列的发电量，可以在第一双向DC/DC变换器的第三端口处接入至少一个第二光伏组件，提高光伏阵列的输出功率；当用电低谷来临时，可以在第一双向至少一个第一光伏组件变换器的第三端口处接入至少一个第二储能单元，存储多余的电能，从而可以灵活配置光伏阵列和储能装置以应对用电高峰和用电低谷，此外，由于无需将光伏逆变器中的DC/DC变换器替换为更大功率的DC/DC变换器，从而减小了改造光伏电网的成本。