一种光伏发电系统及方法

技术领域

本发明属于新能源技术领域，特别涉及一种光伏发电系统及方法。

背景技术

在新能源大力发展的背景下，光伏发电装机容量快速增长，2020年达到25343万千瓦，比上年增长24.1％。光伏发电系统显著的特点：一是受环境温度和光照等因素的影响，具有随机性和波动性；二是发出的电能一般需经过电力电子装置进行变换才能使用。

目前并网型光伏发电系统，主要由光伏组件、汇流箱、光伏逆变器、隔离变压器等部分构成。主要实现以下功能：具备稳定快速的直流母线电压控制功能；具备最大功率点跟踪功能；具备交流侧功率因数调节功能；并网电流总谐波含量和各次谐波含量满足电网规定的标准；具备零电压穿越功能并提供快速无功支撑功能；具备防孤岛保护功能；具备完善、可靠、快速的故障保护功能。但该系统不能调节光伏发电系统的随机性和波动性。

现有并网型光伏发电系统因为太阳辐射的波动性与间歇性，导致光伏发量也随之变化，无法稳定供电需要与电网并联。这样即限制了光伏发电的发展也增大了光伏发电的建设成本。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光伏发电系统及方法。在光伏发电系统的直流母线中，加入储能装置，对光伏发电起到平抑波动，将发电效率高时的多余电能储存在储能装置中，并在发电效率低的时候通过储能装置放电，以此降低发电量的波动，保持稳定。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种光伏发电系统，包括光伏组件、汇流箱、光伏逆变器、变压器和储能装置；

所述光伏组件连接汇流箱，所述汇流箱通过公共直流母线分别与光伏逆变器和储能装置相连，所述光伏逆变器连接变压器，所述变压器连接电网。

本发明进一步的改进在于：所述汇流箱内置防逆流二极管。

本发明进一步的改进在于：所述光伏逆变器包括支撑电容C+、支撑电容C-、T型三电位模块和LCL滤波电路；

所述支撑电容C+的正极与公共直流母线的正极相连，所述支撑电容C-的正极与支撑电容C+的负极相连，所述支撑电容C-的负极与公共直流母线的负极相连；

T型三电位模块的输入端支撑电容C+、支撑电容C-，输出端通过LCL滤波电路连接变压器。

本发明进一步的改进在于：所述T型三电位模块由A相电路、B相电路、C相电路组成；

所述A相电路包括第一A相开关管T

所述B相电路包括第一B相开关管T

所述C相电路包括第一C相开关管T

本发明进一步的改进在于：所述LCL滤波电路包括滤波电感L

A相节点通过滤波电感L

B相节点通过滤波电感L

C相节点通过滤波电感L

滤波电容C

本发明进一步的改进在于：储能装置由若干支路组成；

每条支路包括第一开关管、第二开关管、支路电感、支路电容和蓄电池；第一开关管的集电极与公共直流母线的正极相连，第二开关管的发射极与公共直流母线的负极相连；第一开关管的发射极连接第二开关管的集电极；第一开关管的发射极通过支路电感连接蓄电池的正极，蓄电池的负极与公共直流母线的负极相连；蓄电池上并联有支路电容。

本发明进一步的改进在于：所述储能装置包括至少两条支路。

本发明进一步的改进在于：每条支路包括若干串联的蓄电池。

一种光伏发电方法，包括以下步骤：

步骤一、根据光伏组件输出的直流电压U

步骤二、由调度指令功率P

本发明进一步的改进在于：储能装置以功率P

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明一种光伏发电系统，因在直流母线处加入储能装置，对光伏发电起到平抑波动，将发电效率高时的多余电能储存在储能装置中，并在发电效率低的时候通过储能装置放电，以此降低发电量的波动，保持稳定的作用。改善了光伏并网发电的电能质量，提高了电网对光伏发电的消纳能力。

进一步的，本发明一种光伏发电系统中的光伏逆变器采用T型三电平模块，提高了开关频率，降低了系统体积。

进一步的，本发明一种光伏发电系统中的光伏逆变器采用LCL型滤波电路有效降低注入电网电流中的谐波电流分量。

进一步的，本发明一种光伏发电系统中储能装置采用多支路储能模块结构，可以采用蓄电池直接串联接入形式，避免蓄电池并联环流。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种光伏发电系统的结构框图；

图2为本发明一种光伏发电系统的电路图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效明白了解，下面结合附图，进一步阐述本发明。

实施例1

请参阅图1至图2所示，本发明提供一种光伏发电系统，包括光伏组件、汇流箱、光伏逆变器、变压器和储能装置。

光伏组件连接汇流箱，汇流箱通过公共直流母线分别与光伏逆变器和储能装置相连，光伏逆变器连接变压器，变压器连接电网。汇流箱内置防逆流二极管。

光伏逆变器包括支撑电容C+、支撑电容C-、T型三电位模块、滤波电感L

T型三电位模块由A相电路、B相电路、C相电路组成，A相电路包括第一A相开关管T

B相电路包括第一B相开关管T

C相电路包括第一C相开关管T

A相节点通过滤波电感L

B相节点通过滤波电感L

C相节点通过滤波电感L

滤波电容C

储能装置由支路(1)和支路(2)组成，支路(1)包括双向DC/DC模块T

储能装置采用多支路储能模块结构，采用蓄电池直接串联接入的形式。

储能装置由两个桥臂并联组成，每个桥臂由两个开关管组成，每个桥臂通过电感与蓄电池相连；蓄电池上并联有电容。

具体的，支路(1)中，开关管T

实施例2

本发明还提供一种光伏发电方法，基于实施例1的一种光伏发电系统，包括以下步骤：

步骤一、根据光伏组件输出的直流电压U

步骤二、由调度指令功率P

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。