[发明专利]一种光储一体机装置及其并网功率控制方法

说明书

一种光储一体机装置及其并网功率控制方法，一方面，在对DC‑DC升压变换器、DC‑DC双向变换器和DC‑AC双向变换器分别进行功率调整时，在判断条件中分别加入了三个延时量的判断标准，使得各变换器可在在不同的时间内进入功率限制状态，利于实现功率调整的一致性和稳定性；另一方面，在DC‑AC双向变换器在快速限功率时，母线电压会存在抬升的特性，由于对DC‑DC双向变换器和DC‑DC升压变换器采用了不同电压值的限定条件，使得系统可将直流母线上的多余电能优先地转移至储能电池中，从而使得光储一体机装置既能兼顾并网功率的快速调整功能，又能对多余电能进行快速转移和存储，增强了系统电网调度响应能力和自发自用能力。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种光储一体机装置及其并网功率控制方法。

背景技术

光伏发电系统是指直接将光能转变为电能的发电系统，其主要根据光生伏特效应太阳光能直接转化为电能，所产生的电能用于并网运行或负载使用。光伏发电系统的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和变换器，因其具有可靠性高、使用寿命长、不污染环境、并网运行的优势，已在多数地区得以推广应用。

日常中，常见光伏发电系统所产生的电能称为光伏电源，由于光伏电源受到日照辐照度和环境温度的影响，属于间歇性电源，容易对电网或负载产生冲击，在高渗透率时会引起电网电压、频率的波动，还存在参入电网调度的难题。目前，光伏发电系统常以光储一体机的形式存在，其除了光伏电池板接入之外，还可接入储能电池，使光储一体机同时具备光伏和储能两种电源的接入能力。如此，通过储能电池参与能量管理，改善光伏电源的输出特性，可提高自发自用效率，可减少对电网的冲击，还可产生削峰填谷、峰谷电价差盈利参入电网的调频调峰的应用效果。

目前，光储一体机虽然在国内已有少量使用，但其还存在诸多的问题。例如，在光储一体机的接入容量设计时需要考虑最大发电量的状况，这样会导致输电线路、变压器的等设备在大部分时间处内会处于非有效利用状态；再如，光储一体机中，光伏并网变换器和储能变换器(PCS)在限制并网功率时，只能单纯的限制太阳能电池板(PV)功率，无法做到能量的智能转移，致使自发自用率低，也存在不能快速响应电网功率调度的问题。由于现有光储一体机存在的问题，致使其技术还不够成熟，仍无法实现智能化、安全可靠的应用要求，难以获得规模化的推广应用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有光储一体机中存在的能量管理不便、电网功率调度慢的问题。

根据第一方面，一种实施例中提供一种光储一体机装置，包括：

直流母线；

DC-DC升压变换器，包括输入端、输出端和控制端，所述DC-DC升压变换器的输入端用于与光伏电池板连接，输出端与所述直流母线连接；

DC-DC双向变换器，包括输入端、输出端和控制端，所述DC-DC双向变换器的输入端与所述直流母线连接，输出端用于与储能电池连接；

DC-AC双向变换器，包括输入端、输出端和控制端，所述DC-AC双向变换器的输入端与所述直流母线连接，输出端用于与电网和/或负载连接；

控制器，所述控制器的输入端与所述DC-DC升压变换器的控制端连接，以控制所述DC-DC升压变换器对输入的直流电能进行升压变换；和/或，所述控制器的输出端与所述DC-DC双向变换器的控制端连接，以控制所述DC-DC双向变换器对所述储能电池进行充电或对所述直流母线进行放电；和/或，所述控制器的输出端与所述DC-AC双向变换器的控制端连接，以控制所述DC-AC双向变换器对所述直流母线上的电能进行逆变或对来自电网的电能进行整流。

根据第二方面，一种实施例中提供一种光储一体机装置的并网功率控制方法，所述光储一体机装置包括直流母线、DC-DC升压变换器、DC-DC双向变换器、DC-AC双向变换器和控制器，所述并网功率控制方法包括以下步骤：