一种光伏储能系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种光伏储能系统及其控制方法，光伏储能系统包括双向DC‑DC变换器，包括n个双向DC‑DC变换模块，所述n个双向DC‑DC变换模块的高压侧分别通过n条对应的直流母线连接至光伏逆变器的直流侧和光伏组件的输出端；储能器件，与所述n个双向DC‑DC变换模块的低压侧连接；控制器，用于根据所述光伏逆变器的额定功率和直流侧的输入功率控制所述n个双向DC‑DC变换模块恒定输出相应的目标电流。根据本发明专利技术的系统及其控制方法，平滑和稳定光伏逆变器的输出功率、提高了光伏面板能量的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏储能系统及其控制方法
本专利技术涉及新能源领域，更具体地涉及光伏储能及其控制。
技术介绍
太阳能作为一种绿色能源，是一种取之不尽，用之不竭的清洁能源。但是光伏发电受光照和温度的影响，在外部环境快速变化时，光伏发电功率也会快速变化，严重影响交流电网供电质量，导致电网公司对光伏发电并网接受度低。为了使光伏发电输出功率更平滑，可以在光伏发电系统中加入储能系统。现有方案储能系统一般位于光伏逆变器的交流侧，储能系统包含AC/DC变换器和电池；在光伏发电时段内，将光伏逆变器输出的电能通过AC/DC变换器整流储存在电池里，光伏功率不足时将电池储存的能量通过AC/DC变换器逆变为交流送入交流电网。因此，现有技术由于储能系统在光伏逆变器的交流侧接入，系统输出功率限制于光伏逆变器的额定功率，无法适用于光伏面板发电功率大于光伏逆变器额定光率的情况，会造成光伏能量的浪费；同时在交流侧接入储能系统时，会显著影响电网和光伏逆变器的交流谐波，降低电网质量；同时影响光伏逆变器MPPT效率。
技术实现思路
考虑到上述问题而提出了本专利技术。本专利技术提供了一种光伏储能系统及其控制方法以解决上述问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种光伏储能系统，所述光伏储能系统包括：双向DC-DC变换器，包括n个双向DC-DC变换模块，所述n个双向DC-DC变换模块的高压侧分别通过n条对应的直流母线连接至光伏逆变器的直流侧和光伏组件的输出端；储能器件，与所述n个双向DC-DC变换模块的低压侧连接；控制器，用于根据所述光伏逆变器的额定功率和直流侧的输入功率控制所述n个双向DC-DC变换模块恒定输出相应的目标电流。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于如第一方面所述的光伏储能系统的控制方法，所述方法包括：获取所述光伏组件的总功率；基于所述光伏组件的总功率判断所述光伏组件是否正常输出功率；如果所述光伏组件正常输出功率，则基于所述光伏逆变器的额定功率Pstd和直流侧的输入功率计算得到第i个所述双向DC-DC变换模块的的目标输出功率Pdcobji，i＝1,2,3，……，n；根据第i个所述双向DC-DC变换模块的目标输出功率Pdcobji控制第i个所述双向DC-DC变换模块恒定输出相应的目标电流。根据本专利技术的光伏储能系统和控制方法，将储能系统作为独立单元设置在光伏逆变器的直流侧，且通过分别调节光伏逆变器直流侧各支路的功率，平滑和稳定光伏逆变器的输出功率、提高了光伏面板能量的利用率，以及提高了发电量和电网质量，同时不影响逆变器交流电流谐波。附图说明通过结合附图对本专利技术实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。图1是根据本专利技术实施例的一种光伏逆变器的直流侧系统的示例；图2是根据本专利技术实施例的一种光伏储能系统的示意性原理框图；图3是根据本专利技术实施例的一种光伏储能控制方法的示意性流程图；图4是根据本专利技术实施例的光伏储能系统的控制方法的模拟光伏特性曲线的示例；图5是根据本专利技术实施例的光伏储能系统的控制装置的示意性框图。具体实施方式为了使得本专利技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本专利技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是本专利技术的全部实施例，应理解，本专利技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本专利技术中描述的本专利技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本专利技术的保护范围之内。参见图1，图1示出了根据本专利技术实施例的一种光伏逆变器的直流侧系统的示例。如图1所示，一种光伏逆变器的直流侧系统100包括：光伏组件110，所述光伏组件110将太阳能转化为电能，输出至直流母线120；光伏逆变器130，所述光伏逆变器120的直流侧连接至所述直流母线120，所述光伏逆变器120的交流侧连接至电网，所述光伏逆变器130将所述直流母线120的直流电压转换为交流电压输出至所述电网；光伏储能系统140，包括双向DC-DC变换器141和储能器件142，所述双向DC-DC变换器141的高压侧连接至所述直流母线120和/或所述DC-AC逆变器130的直流侧，所述双向DC-DC变换器141的低压侧连接至所述储能器件142。其中，所述光伏储能系统140可以获取每条所述直流母线120的至少部分电能对所述储能器件142充电，或获取所述储能器件142的至少部分电能对所述光伏逆变器130放电。参见图2，图2示出了根据本专利技术实施例的一种光伏储能系统的示意性原理框图。所述光伏储能系统200可以包括：双向DC-DC变换器210，包括n个双向DC-DC变换模块，所述n个双向DC-DC变换模块的高压侧分别通过n条对应的直流母线连接至光伏逆变器的直流侧和光伏组件的输出端；储能器件220，与所述n个双向DC-DC变换模块的低压侧连接；控制器230，用于控制所述n个双向DC-DC变换模块的输出电流。在一些实施例中，控制器230可以根据所述光伏逆变器的额定功率和直流侧的输入功率控制所述n个双向DC-DC变换模块的输出电流恒定输出相应的目标电流。可选地，所述光伏组件110可以包括至少一个光伏面板组。在一些实施例中，所述光伏面板组包括至少一个光伏面板。可选地，所述光伏逆变器130可以包括至少一个MPPT控制器。其中，MPPT(MaximumPowerPointTracking，最大功率跟踪)控制器根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调节光伏面板组或光伏面板的输出功率，使得光伏面板组或光伏面板始终输出最大功率，具体来说可以通过实时检测光伏面板组或光伏面板的输出电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使光伏面板组以最大功率输出。可选地，所述光伏逆变器130中MPPT控制器的数量与所述光伏面板的数量相匹配。在一些实施例中，所述MPPT控制器的数量与所述光伏面板的数量相同。此时，每个所述光伏面板分别通过各自对应的直流母线连接至每个所述MPPT控制器。在一些实施例中，所述MPPT控制器的数量与所述光伏面板组的数量相同，其中所述光伏面板组包括串联和/或并联的若干光伏面板。此时，每组所述光伏面组分别通过各自对应的直流母线连接至每个所述MPPT控制器即所述光伏逆变器130的直流侧。可选地，所述双向DC-DC变换器141可以包括至少一个双向DC-DC变换模块。在一些实施例中，所述双向DC-DC变换器141中的每个双向DC-DC变换模块可以进行独立控制。可选地，所述双向DC-DC变换模块的数量与所述直流母线120的数量相同。也就是说，所述双向DC-DC变换模块、所述直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏储能系统，其特征在于，所述光伏储能系统包括：/n双向DC-DC变换器，包括n个双向DC-DC变换模块，所述n个双向DC-DC变换模块的高压侧分别通过n条对应的直流母线连接至光伏逆变器的直流侧和光伏组件的输出端；/n储能器件，与所述n个双向DC-DC变换模块的低压侧连接；/n控制器，用于根据所述光伏逆变器的额定功率和直流侧的输入功率控制所述n个双向DC-DC变换模块恒定输出相应的目标电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏储能系统，其特征在于，所述光伏储能系统包括：
双向DC-DC变换器，包括n个双向DC-DC变换模块，所述n个双向DC-DC变换模块的高压侧分别通过n条对应的直流母线连接至光伏逆变器的直流侧和光伏组件的输出端；
储能器件，与所述n个双向DC-DC变换模块的低压侧连接；
控制器，用于根据所述光伏逆变器的额定功率和直流侧的输入功率控制所述n个双向DC-DC变换模块恒定输出相应的目标电流。


2.一种用于如权利要求1所述的光伏储能系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述光伏组件的总功率；
基于所述光伏组件的总功率判断所述光伏组件是否正常输出功率；
如果所述光伏组件正常输出功率，则基于所述光伏逆变器的额定功率Pstd和直流侧的输入功率计算得到第i个所述双向DC-DC变换模块的的目标输出功率Pdcobji，i＝1,2,3，……，n；
根据第i个所述双向DC-DC变换模块的目标输出功率Pdcobji控制第i个所述双向DC-DC变换模块恒定输出相应的目标电流。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述如果所述光伏组件正常输出功率，则基于所述光伏逆变器的额定功率和直流侧的输入功率计算得到第i个所述双向DC-DC变换模块的的目标输出功率，i＝1,2,3，……，n，包括：
基于所述光伏逆变器的额定功率Pstd分配第i个所述双向DC-DC变换模块的匹配目标功率Pobji；
获取所述光伏逆变器的直流侧中与第i个所述双向DC-DC变换模块对应的第i路输入功率Pi；
根据第i个所述双向DC-DC变换模块的匹配目标功率Pobji和所述对应的第i路输入功率Pi得到第i个所述双向DC-DC变换模块的目标输出功率Pdcobji。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述光伏逆变器的额定功率Pstd分配第i个所述双向DC-DC变换模块的匹配目标功率Pobji，包括：



其中，Pstd为光伏逆变器额定功率，i＝1,2,3，……，n。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述光伏逆变器的额定功率Pstd分配第i个所述双向DC-DC变换模块的匹配目标功率Pobji，包括：



其中，Pstd为光伏逆变器额定功率，i＝1,2,3，……，n；Pvi为与第i个所述双向DC-DC变换模块对应的第i组光伏面板组的输出功率，Pv1+Pv2+……+Pvn为所述光伏组件的总输出功率。


6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述光伏逆变器的直流侧中与第i个所述双向DC-DC变换模块对应的第i路输入功率Pi，包括：
获取第i个所述双向DC-DC变换模块的电压Uhighi，以及所述光伏逆变器中与所述第i个双向DC-DC变换模块对应的第i路输入的输入电流Idci；
基于所述电压Uhighi和所述输入电流Idci得到第i路输入的输入功率Pi＝Uhighi*Idci，i＝1,2,3，……，n。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据第i个所述双向DC-DC变换模块的匹配目标功率Pobji和所述对应的第i路输入功率Pi得到第i个所述双向DC-DC变换模块的目标输出功率Pdcobji，包括：
根据第i个所述双向DC-DC变换模块的匹配目标功率Pobji和所述对应的第i路直流输入功率Pi计算得到第i个所述双向DC-DC变换模块的变化功率ΔPi＝Pobj...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙嘉品，景剑飞，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44