技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種光伏/蓄電池混合式電流逆變型分布發(fā)電系統(tǒng)，屬于電工、電力電子、新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前大功率并網(wǎng)逆變器主要有電壓源型和電流源型兩大類。由于直流母線電壓恒定、交流電壓控制直接、及電壓源型變換器開關(guān)器件廣泛使用，目前大部分逆變型分布發(fā)電研究都是基于電壓源型逆變器。相比電壓逆變型發(fā)電，電流逆變型分布發(fā)電具有自身的特點(diǎn)：(1)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單。(2)逆變器輸出電壓波形好，dv/dt小。(3)逆變器PWM策略簡單。(4)短路電流保護(hù)能力強(qiáng)。電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，逆變器直流側(cè)電感有著較好的限流作用。(5)由于輸出波形接近正弦波，逆變器的并網(wǎng)電纜長度允許較長。(6)電流型逆變器自身具有升壓功能。可將可再生能源(如光伏電池)輸出直接通過逆變器接入電網(wǎng)，無需DC/DC升壓變換器。(7)部分直流母線電感可利用電纜的電感效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，直流母線電感具有較長的壽命。(8)電流逆變型分布發(fā)電動態(tài)性能完全可滿足風(fēng)力、光伏等可再生能源功率變化要求。

目前國內(nèi)外絕大多數(shù)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)均是基于電壓源型逆變器的，而電流逆變型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)很少；且基于電流型逆變器的蓄電池充放電系統(tǒng)也非常少。

由于光伏等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率具有間歇性的特點(diǎn)，因此給輸電電網(wǎng)帶來的不穩(wěn)定因素，限制了基于可再生能源分布發(fā)電的大規(guī)模并網(wǎng)。所以實(shí)際中需要儲能系統(tǒng)如蓄電池系統(tǒng)參與輸出功率的平滑，來補(bǔ)償可再生能源的不穩(wěn)定輸出功率。另一方面，當(dāng)主電網(wǎng)進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，基于可再生能源的分布發(fā)電會從主電網(wǎng)中斷開，和當(dāng)?shù)刎?fù)荷一起形成孤島電網(wǎng)，這時(shí)分布發(fā)電需給孤島電網(wǎng)中的當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供能源。而基于可再生能源的分布發(fā)電由于其輸出功率不穩(wěn)定，和孤島電網(wǎng)中的當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷不能平衡，因此必需借助儲能系統(tǒng)配合來填補(bǔ)分布發(fā)電系統(tǒng)輸出功率和孤島電網(wǎng)中當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷之間的功率差異。

傳統(tǒng)的光伏和蓄電池系統(tǒng)通過各自的并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)側(cè)相聯(lián)，這樣需要至少兩套并網(wǎng)逆變器，從而增加了系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種可降低成本、且具有電流型并網(wǎng)逆變器優(yōu)點(diǎn)的光伏/蓄電池混合式電流逆變型分布發(fā)電系統(tǒng)，不僅可平滑光伏電池板的不穩(wěn)定功率輸出，而且在孤島電網(wǎng)下具有支撐電網(wǎng)電壓的能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明包括第一電壓/電流變換器或串聯(lián)的第二電壓/電流變換器與第三電壓/電流變換器，均用于將電壓轉(zhuǎn)換成電流；蓄電池；雙向功率升壓直流/直流變換器，與蓄電池相連接，用于對蓄電池進(jìn)行充放電；光伏電池板；單向功率升壓直流/直流變換器，與光伏電池板輸出端相連接，用于將光伏電池板發(fā)出的能量傳送給第一電壓/電流變換器或第三電壓/電流變換器；和電流型并網(wǎng)逆變器，與電網(wǎng)輸入端相連接，用于將第一電壓/電流變換器或第二電壓/電流變換器及第三電壓/電流變換器輸出的直流電流轉(zhuǎn)換成交流電流；雙向功率升壓直流/直流變換器和單向功率升壓直流/直流變換器輸出端均通過第一電壓/電流變換器與電流型并網(wǎng)逆變器輸入端相連接，或雙向功率升壓直流/直流變換器和單向功率升壓直流/直流變換器輸出端分別通過第二電壓/電流變換器和第三電壓/電流變換器與電流型并網(wǎng)逆變器輸入端相連接。

上述蓄電池、光伏電池板、雙向功率升壓直流/直流變換器和單向功率升壓直流/直流變換器的兩輸出端均并聯(lián)有電容，用于減小電壓紋波。

上述電流型并網(wǎng)逆變器通過電感與電網(wǎng)相連接，用于減小并網(wǎng)電流諧波，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流控制。

上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有一般性，可適用于其它可再生能源和儲能系統(tǒng)的集成。其中，光伏電池板可由燃料電池取代，蓄電池可由超級電容取代。

本發(fā)明所提出的光伏/蓄電池系統(tǒng)基于電流型并網(wǎng)逆變器，因此具有電流逆變型分布式發(fā)電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、故障電流保護(hù)能力強(qiáng)、具有升壓功能、直流側(cè)儲能器件電感壽命長等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的光伏系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)共用一個(gè)電流型并網(wǎng)逆變器，節(jié)約了成本，而且控制直接、簡單；本發(fā)明將蓄電池和光伏系統(tǒng)在直流側(cè)有效集成，不僅可平滑光伏電池板的不穩(wěn)定功率輸出，而且使系統(tǒng)具有在孤島電網(wǎng)下具有支撐電網(wǎng)電壓的能力；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，光伏中能量能夠有效存儲到蓄電池中，避免了并網(wǎng)電流過流。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提出的光伏/蓄電池并聯(lián)混合式電流逆變型分布發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提出的光伏/蓄電池串聯(lián)混合式電流逆變型分布發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；