專利名稱：一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于新能源電力技術領域，具體涉及一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統。
背景技術：
新能源電力與微電網的廣泛應用，促進了光伏和儲能互補發電供電系統的發展，尤其是離網光儲或風儲及風光蓄互補發電供電系統是偏僻及無電或缺電地區應用新能源電力供電的一種主要方式，由于光電(及風電)均為不穩定的間歇式電源，為了穩定給負載供電，需要配置一定容量的蓄電池進行互補供電，現有技術與系統的主要方式如圖1和圖2所示。其現有技術在發電時段由發電系統與儲能系統一并為負載供電，發電大于負載用電時，發電供電同時余電為儲能系統充電，發電小于負載用電時，儲能系統補充發電不足一并供電；在不發電時段，只能由儲能系統為負載供電，可供最大功率僅為儲能系統的供電功率，因此現有技術在設計配置光儲互補發電供電系統時，儲能系統的總供電功率要大于負載總額定功率，若負載為感性負載時，考慮到負載的啟動功率，供電功率應滿足兩倍以上的功率出力要求，一般儲能出力設計應 > 兩倍負載的總額定功率，同時儲能系統為了不產生欠充而影響蓄電池壽命和供電能力，所以還要增加相應的發電系統的規模，這樣就使得離網光儲互補發電供電系統配置大大增加，降低了資源利用率，影響了投資回報率，在國內外大量示范的離網光(及風)儲發電供電系統，除了上述增加配置與投資方式外，還大量采用柴油發電(或燃氣發電等)作為補充供電，考慮到柴油發電響應慢，需要熱機狀態，即要求處于發電運行狀態，最低也要有20%以上的輸出功率，這樣油電供電量相當大的數量，而且造成環境污染，增加發電用電的成本。
發明內容針對現有技術與產品的上述缺陷，為了不增加投資規模，同時也不增加柴油發電機或其他一次能源的發電系統，就能增加不發電時段的系統供電功率，本實用新型提出了“一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統”，通過直流共享調控，使光伏發電系統和儲能系統不論在發電時段或是不發電時段均能同時運行供電，改變了現有技術在不發電時段只有儲能系統供電出力的缺陷，在同等負載用電需求的供電情況下，可以減少約30%以上的投資，大大提高系統的資源利用率，增加投資回報率。對于離網型獨立及微電網或微電網形式的離網光(風)儲互補發電供電系統而言不僅減少投資、提高效率、防止污染，而且由于可以提高一倍的供電出力能力，所以大大提高了發電供電系統的魯棒性和可靠性。本實用新型提出的一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統，包括:發電系統、帶隔離變發電系統、獨立發電系統、儲能系統、帶隔離變儲能系統、獨立儲能系統、第I直流共享調控系統、第2直流共享調控系統、第N直流共享調控系統、第I升壓變壓器Dl、第2升壓變壓器D2、第N升壓變壓器、第N+1升壓變壓器、降壓變壓器、用戶負載、M用戶負載以及電力線；其特征是:發電系統包含光伏發電陣列和并網逆變器；帶隔離變發電系統包含光伏發電陣列和帶隔離變并網逆變器；獨立發電系統包含光伏發電陣列和獨立并網逆變器；儲能系統包含雙向儲能逆變器和蓄電池組；帶隔離變儲能系統包含帶隔離變雙向儲能逆變器和蓄電池組；獨立儲能系統包含獨立雙向儲能逆變器和蓄電池組；發電系統通過第I升壓變壓器接電力線及發電系統由光伏發電陣列連接直流共享調控系統并經直流共享調控系統連接發電系統的并網逆變器，以及儲能系統的蓄電池組連接直流共享調控系統并經直流共享調控系統連接發電系統的并網逆變器；儲能系統通過第I升壓變壓器接電力線及儲能系統由蓄電池組連接直流共享調控系統并經直流共享調控系統連接儲能系統的雙向儲能逆變器，以及發電系統的光伏發電陣列連接直流共享調控系統并經直流共享調控系統連接儲能系統的雙向儲能逆變器；帶隔離變發電系統通過第2升壓變壓器接電力線及帶隔離變發電系統由光伏發電陣列連接第2直流共享調控系統并經第2直流共享調控系統連接帶隔離變發電系統的帶隔離變并網逆變器，以及帶隔離變儲能系統的蓄電池組連接第2直流共享調控系統并經第2直流共享調控系統連接帶隔離變發電系統的帶隔離變并網逆變器；帶隔離變儲能系統通過第2升壓變壓器接電力線及帶隔離變儲能系統由蓄電池組連接第2直流共享調控系統并經第2直流共享調控系統連接帶隔離變儲能系統的帶隔離變雙向儲能逆變器，以及帶隔離變發電系統的光伏發電陣列連接第2直流共享調控系統并經第2直流共享調控系統連接帶隔離變儲能系統的帶隔離變雙向儲能逆變器；獨立發電系統通過第N升壓變壓器接電力線及獨立發電系統由光伏發電陣列連接第N直流共享調控系統并經第N直流共享調控系統連接獨立發電系統的獨立并網逆變器，以及獨立儲能系統的蓄電池組連接第N直流共享調控系統并經第N直流共享調控系統連接獨立發電系統的獨立并網逆變器，;獨立儲能系統通過第N+1升壓變壓器接電力線及獨立儲能系統由蓄電池組連接第N直流共享調控系統并經第N直流共享調 控系統連接獨立儲能系統的獨立雙向儲能逆變器，以及獨立發電系統的光伏發電陣列連接第N直流共享調控系統并經第N直流共享調控系統連接獨立儲能系統的獨立雙向儲能逆變器；用戶負載及M用戶負載通過降壓變壓器連接電力線。本實用新型的“一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統”，利用直流共享調控系統調節發電系統的光伏發電陣列與儲能系統的蓄電池組連接路徑，實現連通蓄電與光伏發電共享電力路徑，也可構成光伏輔助儲能供電電力路徑，通過光伏發電陣列經直流共享調控系統與儲能系統連接或蓄電池組經直流共享調控系統與發電系統的并網逆變器，從而使發電時段和不發電時段均可以實現光伏發電系統與儲能發電系統共同為負載供電，使得供電出力倍增。本實用新型適用于現有產品構成的非離隔變或隔離變并接型以及獨立型各種常用光儲互補的離網系統，也適用于上述各種系統通過電力線相連組成微電網，使得系統實現直流共享調控以及光伏逆變器和儲能逆變器實現直流到交流的共同出力供電，使原光儲發電供電系統達到成倍增加供電出力的效果，大大增加系統的魯棒性和可靠性，同時大大提高的資源的利用率，同等負載供電出力需求可減少系統投資的30%以上，極大提高用戶的投資回報率。
圖1為現有技術構成離網型獨立形式的離網光儲互補發電供電系統的示意圖；[0020]圖2為現有技術構成離網型微電網或微電網形式的離網光儲互補發電供電系統的不意圖；圖3為一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統的功能原理示意圖。
具體實施方式
作為實施例子，結合附圖對一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統給予說明，但是，本實用新型的技術與方案不限于本實施例子給出的內容。附圖1給出了現有技術構成離網型獨立形式的離網光儲互補發電供電系統的示意圖，由圖1所示，現有技術的方案是將光伏直流發電和蓄電池直流并接為逆變器供電或為蓄電池充電；其缺點是:供電出力僅為逆變器的額度輸出功率；而且，在有負荷需要供電時，哪怕是蓄電池正在充電，蓄電池也會轉換到進行放電的狀態，使得蓄電池組實質上不受充放電控制電路的控制，嚴重影響蓄電池的健康工作和運行壽命。附圖1給出了現有技術構成離網型微電網或微電網形式的離網光儲互補發電供電系統的示意圖，由圖2所示，現有技術的構成的系統采用光伏發電系統和儲能系統相對獨立的通過電力線連接為用戶負載供電，其缺點是:在不發電時段，只能由儲能系統為負載供電，可供最大功率僅為儲能系統的供電功率，因此現有技術在設計配置光儲互補發電供電系統時，儲能系統的總供電功率要大于負載總額定功率，要保證發電和不發電時段都具有最大的供電出力的能力，就只能增加系統配置，即增加投資。圖3為一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統的功能原理示意圖，由圖3所示，本實用新型提出的一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統，包括:發電系統(Al)、帶隔離變發電系統(A2)、獨立發電系統(An)、儲能系統(BI)、帶隔離變儲能系統(B2)、獨立儲能系統(Bn)、第I直流共享調控系統(Cl)、第2直流共享調控系統(C2)、第N直流共享調控系統(Cn)、第I升壓變壓器(Dl)、第2升壓變壓器(D2)、第N升壓變壓器(Dnl)、第N+1升壓變 壓器(Dn2)、降壓變壓器(E)、用戶負載(Ul)、皿用戶負載(Um)以及電力線⑵；其特征是:發電系統(Al)包含光伏發電陣列(al2)和并網逆變器(all);帶隔離變發電系統(A2)包含光伏發電陣列(a22)和帶隔離變并網逆變器(a21);獨立發電系統(An)包含光伏發電陣列(an2)和獨立并網逆變器(anl);儲能系統(BI)包含雙向儲能逆變器(bll)和蓄電池組(bl2);帶隔離變儲能系統(B2)包含帶隔離變雙向儲能逆變器(b21)和蓄電池組(b22);獨立儲能系統(Bn)包含獨立雙向儲能逆變器(bnl)和蓄電池組(bn2)；發電系統(Al)通過第I升壓變壓器(Dl)接電力線⑵及發電系統(Al)由光伏發電陣列(al2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接發電系統(Al)的并網逆變器(all)，構成發電系統(Al)的光伏發電供電路徑，以及儲能系統(BI)的蓄電池組(bl2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接發電系統(Al)的并網逆變器(all)，構成發電系統(Al)的蓄電與發電共享供電路徑；儲能系統(BI)通過第I升壓變壓器(Dl)接電力線⑵及儲能系統(BI)由蓄電池組(bl2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接儲能系統(BI)的雙向儲能逆變器(bll)，構成儲能系統(BI)的儲能供電電力路徑，以及發電系統(Al)的光伏發電陣列(al2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接儲能系統(BI)的雙向儲能逆變器(bll)，構成光伏輔助儲能供電電力路徑；帶隔離變發電系統(A2)通過第2升壓變壓器(D2)接電力線⑵及帶隔離變發電系統(A2)由光伏發電陣列(a22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變發電系統(A2)的帶隔離變并網逆變器(a21)，構成帶隔離變發電系統(A2)的光伏發電供電路徑，以及帶隔離變儲能系統(B2)的蓄電池組(b22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變發電系統(A2)的帶隔離變并網逆變器(a21)，構成帶隔離變發電系統(A2)的蓄電與發電共享供電路徑；帶隔離變儲能系統(B2)通過第2升壓變壓器(D2)接電力線(P)及帶隔離變儲能系統(B2)由蓄電池組(b22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變儲能系統(B2)的帶隔離變雙向儲能逆變器(b21)，構成帶隔離變儲能系統(B2)的儲能供電電力路徑，以及帶隔離變發電系統(A2)的光伏發電陣列(a22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變儲能系統(B2)的帶隔離變雙向儲能逆變器(b21)，構成光伏輔助帶隔離變儲能供電電力路徑；獨立發電系統(An)通過第N升壓變壓器(Dnl)接電力線⑵及獨立發電系統(An)由光伏發電陣列(an2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨立發電系統(An)的獨立并網逆變器(anl)，構成獨立發電系統(An)的光伏發電供電路徑，以及獨立儲能系統(Bn)的蓄電池組(bn2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨立發電系統(An)的獨立并網逆變器(anl)，構成獨立發電系統(An)的蓄電與發電共享供電路徑；獨立儲能系統(Bn)通過第N+1升壓變壓器(Dn2)接電力線(P)及獨立儲能系統(Bn)由蓄電池組(bn2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨 立儲能系統(Bn)的獨立雙向儲能逆變器(bnl)，構成獨立儲能系統(Bn)的儲能供電電力路徑，以及獨立發電系統(An)的光伏發電陣列(an2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨立儲能系統(Bn)的獨立雙向儲能逆變器(bnl)，構成光伏輔助獨立儲能供電電力路徑；用戶負載(Ul)及M用戶負載(Um)通過降壓變壓器(E)連接電力線(P)，構成用戶負載用電供電電力路徑。利用本技術方案的實施，通過光伏發電陣列經直流共享調控系統與儲能系統B連接或蓄電池組經直流共享調控系統與發電系統A的并網逆變器，從而使發電時段和不發電時段均可以實現光伏發電系統A與儲能發電系統B共同為負載供電，使得供電出力倍增。使得系統實現直流共享調控以及光伏逆變器和儲能逆變器實現直流到交流的共同出力供電，大大增加系統的魯棒性和可靠性，同時大大提高的資源的利用率，同等負載供電出力需求可減少系統投資的30%以上，極大提高用戶的投資回報率。
權利要求1.一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統，包括:發電系統(Al)、帶隔離變發電系統(A2)、獨立發電系統(An)、儲能系統(BI)、帶隔離變儲能系統(B2)、獨立儲能系統(Bn)、第I直流共享調控系統(Cl)、第2直流共享調控系統(C2)、第η直流共享調控系統(Cn)、第I升壓變壓器(Dl)、第2升壓變壓器(D2)、第η升壓變壓器(Dnl)、第η+1升壓變壓器(Dn2)、降壓變壓器(E)、用戶負載(U1)、M用戶負載(Um)以及電力線(P);其特征是: 發電系統(Al)包含光伏發電陣列(al2)和并網逆變器(all)； 帶隔離變發電系統(A2)包含光伏發電陣列(a22)和帶隔離變并網逆變器(a21)； 獨立發電系統(An)包含光伏發電陣列(an2)和獨立并網逆變器(anl)； 儲能系統(BI)包含雙向儲能逆變器(bll)和蓄電池組(bl2)； 帶隔離變儲能系統(B2)包含帶隔離變雙向儲能逆變器(b21)和蓄電池組(b22)； 獨立儲能系統(Bn)包含獨立雙向儲能逆變器(bnl)和蓄電池組(bn2)； 發電系統(Al)通過第I升壓變壓器(Dl)接電力線(P)及發電系統(Al)由光伏發電陣列(al2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接發電系統(Al)的并網逆變器(all)，以及儲能系統(BI)的蓄電池組(bl2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接發電系統(Al)的并網逆變器(all)； 儲能系 統(BI)通過第I升壓變壓器(Dl)接電力線(P)及儲能系統(BI)由蓄電池組(bl2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接儲能系統(BI)的雙向儲能逆變器(bll)，以及發電系統(Al)的光伏發電陣列(al2)連接直流共享調控系統(Cl)并經直流共享調控系統(Cl)連接儲能系統(BI)的雙向儲能逆變器(bll)； 帶隔離變發電系統(A2)通過第2升壓變壓器(D2)接電力線(P)及帶隔離變發電系統(A2)由光伏發電陣列(a22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變發電系統(A2)的帶隔離變并網逆變器(a21)，以及帶隔離變儲能系統(B2)的蓄電池組(b22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變發電系統(A2)的帶隔離變并網逆變器(a21)； 帶隔離變儲能系統(B2)通過第2升壓變壓器(D2)接電力線(P)及帶隔離變儲能系統(B2)由蓄電池組(b22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變儲能系統(B2)的帶隔離變雙向儲能逆變器(b21)，以及帶隔離變發電系統(A2)的光伏發電陣列(a22)連接第2直流共享調控系統(C2)并經第2直流共享調控系統(C2)連接帶隔離變儲能系統(B2)的帶隔離變雙向儲能逆變器(b21)； 獨立發電系統(An)通過第N升壓變壓器(Dnl)接電力線(P)及獨立發電系統(An)由光伏發電陣列(an2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨立發電系統(An)的獨立并網逆變器(anl)，以及獨立儲能系統(Bn)的蓄電池組(bn2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨立發電系統(An)的獨立并網逆變器(anl)； 獨立儲能系統(Bn)通過第N+1升壓變壓器(Dn2)接電力線(P)及獨立儲能系統(Bn)由蓄電池組(bn2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨立儲能系統(Bn)的獨立雙向儲能逆變器(bnl)，以及獨立發電系統(An)的光伏發電陣列(an2)連接第N直流共享調控系統(Cn)并經第N直流共享調控系統(Cn)連接獨立儲能系統(Bn)的獨立雙向儲能逆變器(bnl)；用戶負載(Ul)及M用 戶負載(Um)通過降壓變壓器(E)連接電力線(P)。
專利摘要本實用新型屬于新能源電力技術領域，具體涉及一種基于直流共享調控的離網光蓄發電供電系統，包括發電系統、帶隔離變發電系統、獨立發電系統、儲能系統、帶隔離變儲能系統、獨立儲能系統、第1直流共享調控系統、第2直流共享調控系統、第N直流共享調控系統、第1升壓變壓器D1、第2升壓變壓器D2、第N升壓變壓器、第N+1升壓變壓器、降壓變壓器、用戶負載、M用戶負載以及電力線；通過光伏發電陣列經直流共享調控系統與儲能系統連接或蓄電池組經直流共享調控系統與發電系統的并網逆變器，從而使發電時段和不發電時段均可以實現光伏發電系統與儲能發電系統共同為負載供電，使得系統實現直流共享調控以及光伏逆變器和儲能逆變器實現直流到交流的共同出力供電，大大增加系統的魯棒性和可靠性，同時大大提高的資源的利用率，同等負載供電出力需求可減少系統投資的30％以上，極大提高用戶的投資回報率。
文檔編號H02J3/38GK203151118SQ20132018049
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月12日 優先權日2013年4月12日
發明者周錫衛 申請人:周錫衛