專利名稱：互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)與儲(chǔ)能技術(shù)，屬于新能源開發(fā)和利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用只有并網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng) 兩種形式。并網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要是依附于公共電網(wǎng)的一種發(fā)電方式，由于并網(wǎng)逆變 器都屬于電流源型逆變器，并網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)無法解決公共電網(wǎng)停電問題；離網(wǎng)式太 陽能發(fā)電系統(tǒng)中，儲(chǔ)能設(shè)備對(duì)離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能起著儲(chǔ)存與調(diào)節(jié)作用，但成本較高， 限制了離網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決并網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的停電問題，以及離網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能 問題，本發(fā)明提供了一種能有效發(fā)揮并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)各自優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)式太陽 能發(fā)電系統(tǒng)?；パa(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)利用太陽電池向儲(chǔ)能系統(tǒng)充電或者通過并網(wǎng)系統(tǒng)向公 共電網(wǎng)輸電，當(dāng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量大于負(fù)載的用電量時(shí)，多余的電量可以輸?shù)焦?電網(wǎng)中，不需要大容量的儲(chǔ)能設(shè)備，在公共電網(wǎng)短暫停電的情況下，互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng) 可以像UPS電源一樣獨(dú)立運(yùn)行來保證關(guān)鍵負(fù)載運(yùn)行。在電網(wǎng)不發(fā)達(dá)地區(qū)，柴油發(fā)電機(jī)與互 補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成了穩(wěn)定的電力孤網(wǎng)，保證了用戶用電安全。本發(fā)明解決其技術(shù)問 題所采用的技術(shù)方案是互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽電池、并網(wǎng)逆變器、內(nèi)部交流母線、儲(chǔ)能設(shè)備、雙 向逆變器、儲(chǔ)能設(shè)備、智能配電裝置，公共電網(wǎng)(有公共電網(wǎng)地區(qū))與柴油發(fā)電機(jī)(無公共 電網(wǎng)地區(qū))構(gòu)成系統(tǒng)的后備電源。所述太陽電池接至并網(wǎng)逆變器輸入端，所述并網(wǎng)逆變器 輸出端接至內(nèi)部交流母線；所述內(nèi)部交流母線是連接智能配電裝置與用戶負(fù)載端的交流電 力線路，并網(wǎng)逆變器輸出端也接在內(nèi)部交流母線上；所述雙向逆變器連接智能配電裝置與 儲(chǔ)能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能量在內(nèi)部交流母線與儲(chǔ)能設(shè)備之間雙向流動(dòng)；所述儲(chǔ)能設(shè)備通過雙向逆 變器接至內(nèi)部交流母線；所述智能配電裝置連接雙向逆變器、公共電網(wǎng)、柴油發(fā)電機(jī)和內(nèi)部 交流母線。智能配電裝置作為系統(tǒng)核心控制單元，當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備的能量?jī)?chǔ)存量很少，且并入內(nèi) 部交流母線的太陽能電池板產(chǎn)生的能量不能滿足用戶負(fù)載時(shí)，可控制連接公共電網(wǎng)或啟動(dòng) 柴油發(fā)電機(jī)為內(nèi)部交流母線提供能量，還可通過雙向逆變器控制對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備充放電的電流 大小來調(diào)節(jié)柴油發(fā)電裝置的負(fù)載，使柴油發(fā)電裝置工作在最佳效率點(diǎn)上；當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備的能 量?jī)?chǔ)存量很少，但并入內(nèi)部交流母線的太陽電池發(fā)電量大于用戶負(fù)載消耗時(shí)，可將多余的 能量通過雙向逆變器存入儲(chǔ)能設(shè)備中；當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備能量充足，或并入內(nèi)部交流母線的太陽 能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的能量大于用戶負(fù)載消耗時(shí)，可將太陽電池的發(fā)電量直接并入公共電網(wǎng)； 當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備能量充足，但并入用內(nèi)部交流母線的太陽電池的發(fā)電量不能滿足用戶負(fù)載時(shí)， 可通過雙向逆變器由儲(chǔ)能設(shè)備來補(bǔ)充內(nèi)部交流母線上的能量缺口 ；當(dāng)并入內(nèi)部交流母線的太陽電池的發(fā)電量不能滿足用戶負(fù)載，并且公共電網(wǎng)斷開或柴油發(fā)電機(jī)不能正常工作時(shí)， 可利用儲(chǔ)能設(shè)備所儲(chǔ)存的能量來保證關(guān)鍵負(fù)載的正常運(yùn)行。


附圖是互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)原理圖，下面結(jié)合附圖對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)一步說明如圖中，(1)是公共電網(wǎng)(有公共電網(wǎng)地區(qū))或柴油發(fā)電機(jī)(無公共電網(wǎng)地區(qū))， ⑵是智能配電裝置，⑶是太陽電池，⑷是并網(wǎng)逆變器，(5)是內(nèi)部交流母線，(6)是用戶 負(fù)載，(7)是雙向逆變器，(8)是儲(chǔ)能設(shè)備。太陽能發(fā)電系統(tǒng)是由多組太陽電池(3)和并網(wǎng)逆變器⑷組成。太陽能發(fā)電系統(tǒng) 可以向用戶負(fù)載(6)提供電能，可以利用儲(chǔ)能設(shè)備(8)將電能儲(chǔ)存起來，還可以將電能輸入 公共電網(wǎng)(I)0公共電網(wǎng)(1)可以接收由太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能，可以通過智能配電裝置 (2)和雙向逆變器(7)控制向儲(chǔ)能設(shè)備(8)充電，也可以通過內(nèi)部交流母線(5)為用戶負(fù) 載(6)提供電能。在沒有公共電網(wǎng)(1)的偏遠(yuǎn)地區(qū)或海島地區(qū)，可啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)(1)為 用戶負(fù)載(6)補(bǔ)充電能。儲(chǔ)能設(shè)備⑶可以存儲(chǔ)太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能，也可以通過公共電網(wǎng)(1)充 電，在公共電網(wǎng)停電時(shí)，可以通過內(nèi)部交流母線(5)為用戶負(fù)載(6)提供電能。智能配電裝置(2)根據(jù)太陽電池發(fā)電量、用戶負(fù)載、儲(chǔ)能設(shè)備與公共電網(wǎng)或柴油 發(fā)電機(jī)之間的能量平衡關(guān)系，控制電能在內(nèi)部交流母線上的流動(dòng)方向。
具體實(shí)施方案為滿足在大部時(shí)間用電量在5kW的用戶負(fù)載，準(zhǔn)備兩臺(tái)3kW的太陽能并網(wǎng)逆變器、 太陽能發(fā)電系統(tǒng)按光伏建筑一體化(BIPV)標(biāo)準(zhǔn)安裝6kWp的太陽電池、一臺(tái)5kW的雙向逆 變器、一套5kW智能配電裝置，12個(gè)12V 200Ah的蓄電池。1、按BIPV標(biāo)準(zhǔn)建立6kWp的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。2、設(shè)計(jì)制作一個(gè)方便安放蓄電池、雙向逆變器、兩個(gè)并網(wǎng)逆變器、5kW智能配電裝 置的電柜，要求不但能安放這些設(shè)備，還得方便維護(hù)，并要保證整個(gè)系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)合理。3、將12個(gè)12V 200Ah的蓄電池經(jīng)串并聯(lián)組成48V 600Ah的儲(chǔ)能裝備，裝入電柜中。4、分別將5kW的雙向逆變器、5kW智能配電裝置和兩臺(tái)3kW的太陽能并網(wǎng)逆變器安 裝在電柜中固定好。5、連接好蓄電池組的雙向逆變器，調(diào)試雙向逆變器的逆變功能，監(jiān)測(cè)雙向逆變器 輸出的交流電的電能質(zhì)量，保證電能質(zhì)量達(dá)到生成內(nèi)部交流母線的要求。6、連接好雙向逆變器、智能配電裝置和公共電網(wǎng)，調(diào)試雙向逆變器的充電控制功 能。7、連接好太陽電池與并網(wǎng)逆變器，并連接好將并網(wǎng)逆變器與內(nèi)部交流母線。8、斷開用戶負(fù)載與公共電網(wǎng)的連接，將用戶負(fù)載接到內(nèi)部交流母線上。
權(quán)利要求
1.一種互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是由太陽電池、并網(wǎng)逆變器、內(nèi)部交流母線、 儲(chǔ)能設(shè)備、智能配電設(shè)備構(gòu)成，公共電網(wǎng)或柴油發(fā)電機(jī)構(gòu)成系統(tǒng)的后備電源，系統(tǒng)通過內(nèi)部 交流母線向用戶負(fù)載提供電能，太陽電池、并網(wǎng)逆變器組成的太陽能發(fā)電系統(tǒng)和公共電網(wǎng)、 柴油發(fā)電機(jī)以及儲(chǔ)能設(shè)備向系統(tǒng)提供電能，公共電網(wǎng)和儲(chǔ)能設(shè)備儲(chǔ)能系統(tǒng)多余電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是將太陽能電池板通過并 網(wǎng)逆變器連接到內(nèi)部交流母線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是內(nèi)部交流母線通過智能 配電裝置與公共電網(wǎng)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是儲(chǔ)能設(shè)備通過雙向逆變 器連接在智能配電裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是智能配電裝置根據(jù)太陽 電池發(fā)電量、用戶負(fù)載、儲(chǔ)能設(shè)備與公共電網(wǎng)或柴油發(fā)電機(jī)之間的能量平衡關(guān)系，控制電能 在內(nèi)部交流母線上的流動(dòng)方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是雙向逆變器的充電控制 功能控制電能從交流母線流向儲(chǔ)能設(shè)備，雙向逆變器的逆變功能控制電能從儲(chǔ)能設(shè)備流向 交流母線。
全文摘要
一種互補(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，應(yīng)用于新能源開發(fā)和利用。目前太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用只有并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)發(fā)電兩種形式，并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)無法解決公共電網(wǎng)停電問題，離網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能成本較高?；パa(bǔ)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)通過智能配電裝置控制內(nèi)部交流母線上電能流動(dòng)方向，太陽電池向系統(tǒng)提供電能，公共電網(wǎng)可以向系統(tǒng)提供電能或接收系統(tǒng)多余電能，在公共電網(wǎng)停電時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備可以保證關(guān)鍵負(fù)載運(yùn)行。在無公共電網(wǎng)地區(qū)，可啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)為用戶負(fù)載補(bǔ)充電能。附圖中，(1)是公共電網(wǎng)或柴油發(fā)電機(jī)，(2)是智能配電裝置，(3)是太陽電池，(4)是并網(wǎng)逆變器，(5)是內(nèi)部交流母線，(6)是用戶負(fù)載，(7)是雙向逆變器，(8)是儲(chǔ)能設(shè)備。
文檔編號(hào)H02J15/00GK102097975SQ200910214089
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者易昂, 李晟, 王北寧, 王衛(wèi), 肖慧明 申請(qǐng)人:珠海興業(yè)新能源科技有限公司