應(yīng)用于可再生能源并離網(wǎng)系統(tǒng)的儲能結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種應(yīng)用于可再生能源并離網(wǎng)系統(tǒng)的儲能結(jié)構(gòu)，其中，可再生能源的發(fā)電電源連接逆變器的輸入端，所述逆變器的輸出端通過并網(wǎng)變壓器連接至電網(wǎng)，逆變器的輸出端還通過雙向變換器連接儲能電池組。所述逆變器和雙向變換器采用相同的功率控制模塊，由用戶根據(jù)需要配置為逆變器或者雙向變換器。其優(yōu)點是：該混合儲能方案采用模塊化結(jié)構(gòu)方案，可在單一機型中實現(xiàn)，即，該方案中逆變器和雙向變換器采用相同的功率控制模塊，僅僅通過軟件配置則可自由分配為雙向變換器或逆變器，方案靈活，成本低廉，可根據(jù)實際需要匹配不同的儲能并網(wǎng)容量需求。該系統(tǒng)可以直接接入現(xiàn)有的光伏電站并網(wǎng)側(cè)，將儲能功能平滑切入現(xiàn)有光伏電站，降低投資成本。
【專利說明】
應(yīng)用于可再生能源并離網(wǎng)系統(tǒng)的儲能結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種混合儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體是一種應(yīng)用于可再生能源并離網(wǎng)系統(tǒng)的儲能結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，我國可再生能源發(fā)展迅猛，尤其是太陽能、風能等新型能源已經(jīng)成為我國能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。但是，風能、太陽能等新型能源普遍存在著輸出電能變化大、不穩(wěn)定和不可預測的問題，如何有效解決這些弊端，進一步開發(fā)利用可再生能源逐漸成為我國發(fā)展可再生能源面臨的重要課題。針對上述問題，儲能系統(tǒng)研究逐漸成為業(yè)界近年來研究最多的熱點課題，利用儲能系統(tǒng)不僅能夠提高間歇性能源并網(wǎng)發(fā)電能力，而且在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電和用電環(huán)節(jié)中都能發(fā)揮積極的作用，可以完成電網(wǎng)的削峰填谷、過負荷沖擊調(diào)節(jié)、頻率調(diào)節(jié)及提高電能質(zhì)量，達到電網(wǎng)安全性的目的。物理儲能(抽水儲能、壓縮空氣儲能等)、超導電磁儲能和電化學儲能(鋰電池、鈉硫電池、鉛酸電池、液流釩電池等)等都是目前正處在產(chǎn)品化或產(chǎn)品化的過程中的新型儲能系統(tǒng)方案。其中，電化學儲能依靠其技術(shù)相對成熟、靈活性好，相對成本較低等特點成為風能、太陽能等分布式新能源儲能技術(shù)的首選。
[0003]目前，化學儲能成本還很高，技術(shù)相對還不是非常成熟，還不能在我國的絕大部分的太陽能、風能發(fā)電領(lǐng)域規(guī)模化使用。但是，隨著該儲能技術(shù)的快速發(fā)展，在風能、太陽能變換系統(tǒng)中加入儲能功能終將逐漸得到廣泛應(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)采用的能源變換結(jié)構(gòu)如圖1所示，光伏電池板組件一方面通過雙向DC/DC變換器連接儲能電池組，另一方面通過雙向逆變器連接并網(wǎng)變壓器，再連接到電網(wǎng)。此方案需要單獨的雙向DC/DC變換器和雙向逆變器，技術(shù)方案復雜；電池發(fā)電采用兩級變換，變換效率低;也不能在現(xiàn)有的并網(wǎng)太陽能逆變器電站中平滑切入儲能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型旨在提供一種新型的模塊化混合儲能系統(tǒng)架構(gòu)，既能滿足目前太陽能、風能等新型能源發(fā)電站的并離網(wǎng)發(fā)電需求，又能具備儲能功能，解決風能、太陽能等新型能源普遍存在著輸出電能變化大、不穩(wěn)定和不可預測的問題。
[0006]所述應(yīng)用于可再生能源并離網(wǎng)系統(tǒng)的儲能結(jié)構(gòu)中，可再生能源的發(fā)電電源連接逆變器的輸入端，所述逆變器的輸出端通過并網(wǎng)變壓器連接至電網(wǎng)，逆變器的輸出端還通過雙向變換器連接儲能電池組。
[0007]所述逆變器和雙向變換器采用相同的功率控制模塊，由用戶根據(jù)需要配置為逆變器或者雙向變換器。
[0008]本實用新型的優(yōu)點是:
[0009]該混合儲能方案采用模塊化結(jié)構(gòu)方案，可在單一機型中實現(xiàn)，S卩，該方案中逆變器和雙向變換器采用相同的功率控制模塊，僅僅通過軟件配置則可自由分配為雙向變換器或逆變器，方案靈活，成本低廉，可根據(jù)實際需要匹配不同的儲能并網(wǎng)容量需求。
[0010]該系統(tǒng)可以直接接入現(xiàn)有的光伏電站并網(wǎng)側(cè)，將儲能功能平滑切入現(xiàn)有光伏電站，降低投資成本。
【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)的能源變換結(jié)構(gòu)。
[0012]圖2是本實用新型的儲能結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0014]本方案擬采用逆變器加雙向變換器的新能源儲能架構(gòu)，形成新的模塊化混合儲能新架構(gòu)，該方案也可用在未來需要加入儲能功能的新能源電站場合，平滑切入儲能功能，實現(xiàn)減少重復建設(shè)，降低投資成本的目的。
[0015]如圖2所示，本實用新型的結(jié)構(gòu)為:可再生能源的發(fā)電電源(如光伏電池板組件)連接逆變器的輸入端，所述逆變器的輸出端通過并網(wǎng)變壓器連接至電網(wǎng)，逆變器的輸出端還通過雙向變換器連接儲能電池組。所述逆變器可實現(xiàn)可再生能源發(fā)電組件的并網(wǎng)發(fā)電功能，雙向變換器可實現(xiàn)儲能電池組的充放電功能。以光伏能源為例，系統(tǒng)的工作方式如下:
[0016]1、光伏發(fā)電模式:光伏電池板組件通過逆變器并網(wǎng)發(fā)電，同時雙向變換器處于充電工作模式給儲能電池組充電。
[0017]2、儲能放電模式:逆變器不工作，雙向變換器處于放電模式，儲能電池組通過雙向變換器向電網(wǎng)放電。
[0018]3、混合放電模式:光伏電池板組件通過逆變器并網(wǎng)發(fā)電，同時雙向變換器也處于放電工作模式，光伏電池板組件和儲能電池組同時為電網(wǎng)提供能量。
[0019]本方案中逆變器和雙向變換器采用相同的功率控制模塊，可根據(jù)客戶需要配置為逆變器或者雙向變換器。采用該方案可以使功率控制模塊歸一化，降低備貨種類，提高交貨速度，降低生產(chǎn)庫存成本。同時，采用該方案也可以靈活配置逆變器和雙向變換器的數(shù)量，適用不同的客戶需求。
[0020]圖2虛線框中所述儲能電池組及雙向變換器部分也可作為獨立設(shè)備在后期加入。[0021 ]本方案采用模塊化設(shè)計，各模塊可自由分配為逆變器或雙向變換器，可實現(xiàn)混合儲能或者單純儲能功能。實現(xiàn)非儲能的能源并離網(wǎng)系統(tǒng)向帶儲能的新型能源并離網(wǎng)系統(tǒng)平滑切換，降低投資成本，避免重復建設(shè)。
[0022]本方案的光伏電池板組件，也可以是風能或者其他的可再生能源發(fā)電組件。
[0023]本方案可以使用在并網(wǎng)系統(tǒng)中，也可以離網(wǎng)孤島運行。
[0024]在該混合儲能方案中，也可通過軟件配置各功率控制模塊均為雙向變換器，與儲能電池組連接，系統(tǒng)則可作為單純的儲能變換器使用。
【主權(quán)項】
1.應(yīng)用于可再生能源并離網(wǎng)系統(tǒng)的儲能結(jié)構(gòu)，其特征是:可再生能源的發(fā)電電源連接逆變器的輸入端，所述逆變器的輸出端通過并網(wǎng)變壓器連接至電網(wǎng)，逆變器的輸出端還通過雙向變換器連接儲能電池組。2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于可再生能源并離網(wǎng)系統(tǒng)的儲能結(jié)構(gòu)，其特征是，所述逆變器和雙向變換器采用相同的功率控制模塊，由用戶配置為逆變器或者雙向變換器。
【文檔編號】H02J3/38GK205509518SQ201620184491
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】蔡子海, 李建飛, 劉德龍
【申請人】上能電氣股份有限公司