一种光储系统及控制方法与流程

发电;变电;配电装置的制造技术1.本技术涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种光储系统及控制方法。背景技术：2.随着清洁能源的逐渐推广，目前光伏发电会与储能结合在一起，形成光储系统。3.参见图1，该图为现有技术中的一种光储系统的示意图。4.该光储系统一般包括第一dcdc电路100、第二dcdc电路200和dcac电路。5.其中，第一dcdc电路100的输入端用于连接光伏阵列pv，第一dcdc电路100的输出端连接dcac电路的输入端，同时，第二dcdc电路200的输入端连接第一dcdc电路100的输出端。即第一dcdc电路100和第二dcdc电路200的融合点位于第一dcdc电路100的输出端，即直流母线处。6.以上介绍的光储系统的架构，一般第一dcdc电路的功率会大于dcac电路的功率，使得尽量多使用光伏阵列的电量，同时可以在超配导致限发时给储能电池bat进行充电，有效解决了光伏弃光的问题。但是，这种架构的缺点是第一dcdc电路的功率需要比dcac电路的功率大，例如第一dcdc电路的功率是dcac电路的1.8倍，造成第一dcdc电路的硬件成本较高。技术实现要素：7.基于以上技术问题，本技术提供一种光储系统及控制方法，能够降低第一dcdc电路的成本。8.本技术提供一种光储系统，包括：至少一个第一dcdc电路、至少一个第二dcdc电路和dcac电路；第一dcdc电路和第二dcdc电路均为双向dcdc电路；第二dcdc电路的容量可以大于第一dcdc电路的容量。9.第一dcdc电路的第一端用于连接光伏阵列，第一dcdc电路的第二端连接dcac电路的输入端；10.第二dcdc电路的第一端连接第一dcdc电路的第一端，第二dcdc电路的第二端用于连接储能电池；11.第一dcdc电路，用于根据电网电压控制第一dcdc电路的输出电压vbus。12.优选地，dcac电路，用于控制输出电流来控制输出功率为恒功率。13.优选地，第二dcdc电路，用于控制输出电压为储能电池的最大功率点电压vmp；根据电流指令值控制输出电流iout，当光伏阵列的电压upv大于vmp时，减小iout；当upv小于vmp时，增大iout。14.优选地，光伏阵列输出功率，第一dcdc电路向dcac电路输出功率，第二dcdc电路向储能电池输出功率为储能电池充电；15.或，第一dcdc电路输出功率为0，第二dcdc电路向储能电池输出功率为储能电池充电。16.优选地，光伏阵列输出功率，dcac电路向第一dcdc电路输出功率，第二dcdc电路向储能电池输出功率为储能电池充电。17.优选地，光伏阵列输出功率，第一dcdc电路向dcac电路输出功率，储能电池放电向第二dcdc电路输出功率。18.优选地，光伏阵列不输出功率，储能电池放电向第二dcdc电路输出功率，第一dcdc电路向dcac电路输出功率。19.优选地，光伏阵列不输出功率，第二dcdc电路向储能电池输出功率为储能电池充电，dcac电路向第一dcdc电路输出功率。20.优选地，光储系统包括n个第一dcdc电路和n个第二dcdc电路，且第一dcdc电路和第二dcdc电路一一对应；n为大于等于2的整数；n个第一dcdc电路的第二端均连接dcac电路的输入端；第二dcdc电路的容量大于等于第一dcdc电路的容量。21.本技术还提供一种光储系统的控制方法，光储系统包括：至少一个第一dcdc电路、至少一个第二dcdc电路和dcac电路；第一dcdc电路的第一端用于连接光伏阵列，第一dcdc电路的第二端连接dcac电路的输入端；第二dcdc电路的第一端连接第一dcdc电路的第一端，第二dcdc电路的第二端用于连接储能电池；第一dcdc电路和第二dcdc电路均为双向dcdc电路；22.该方法包括：23.第一dcdc电路获得dcac电路输出端的电网电压；24.第一dcdc电路根据电网电压控制第一dcdc电路的输出电压vbus。25.优选地，dcac电路，用于控制输出电流来控制输出功率为恒功率。26.优选地，第二dcdc电路控制输出电压为储能电池的最大功率点电压vmp；根据电流指令值控制输出电流iout，当光伏阵列的电压upv大于vmp时，减小iout；当upv小于vmp时，增大iout。27.由此可见，本技术实施例具有如下有益效果：28.储能系统包括至少两个双向dcdc电路；第一dcdc电路的第一端连接光伏阵列，第一dcdc电路的第二端连接dcac电路的输入端；第二dcdc电路的第一端连接第一dcdc电路的第一端，第二dcdc电路的第二端用于连接储能电池。第一dcdc电路根据电网电压控制所述第一dcdc电路的输出电压vbus，并不是由dcac电路来控制电网电压，并且第一dcdc电路也不控制光伏阵列的pv电压。29.本技术提供的光储系统，第一dcdc电路和第二dcdc电路在光伏阵列一侧进行耦合，而不是在dcac电路的输入端，即不是在直流母线处融合。因此，第一dcdc电路的功率不必大于dcac电路的功率，而是第一dcdc电路的功率等于dcac电路的功率即可，从而可以降低第一dcdc电路的硬件配置，降低第一dcdc电路的耐流能力，降低第一dcdc电路的功耗，将功耗降低后，散热器的面积也可以随之降低，从而降低第一dcdc电路的成本，进而降低整个光储系统的硬件成本。该光储系统既可以增加储能容量，又不必增加第一dcdc电容的容量。附图说明30.图1为现有技术中的一种光储系统的示意图；31.图2为本技术实施例提供的一种光储系统的示意图；32.图3为本技术实施例提供的另一种光储系统的示意图；33.图4为本技术实施例提供的一种光储系统的控制方法的流程图。具体实施方式34.为了使本领域技术人员更好地理解本技术提供的技术方案，下面结合附图详细介绍本技术实施例提供的光储系统。35.光储系统实施例36.参见图2，该图为本技术实施例提供的一种光储系统的示意图。37.本实施例提供的光储系统，包括：至少一个第一dcdc电路100、至少一个第二dcdc电路200和dcac电路300；第一dcdc电路100和第二dcdc电路200均为双向dcdc电路，可以实现能量的双向流动；38.第一dcdc电路100，用于根据电网电压控制所述第一dcdc电路的输出电压vbus，并不是由dcac电路来控制电网电压，并且第一dcdc电路100也不控制光伏阵列的pv电压。但是，图1所示的拓扑中，是第一dcdc电路100来控制pv电压，由dcac电路来控制直流母线电压vbus。39.第一dcdc电路100的第一端用于连接光伏阵列pv，第一dcdc电路100的第二端连接dcac电路300的输入端；dcac电路300也可以实现能量的双向流动，例如在光伏阵列pv不输出功率时，可以利用电网的能量为储能电池bat进行充电。第一dcdc电路100既可以将光伏阵列pv的能量传递至dcac电路300的输入端，又可以将电网的能量给储能电池bat充电。40.本技术实施例中不具体限定第一dcdc电路100的内部实现方式，例如第一dcdc电路100的内部可以包括多路boost电路并联在一起，也可以包括一路boost电路，当然也可以为其他形式的dcdc电路拓扑。41.第二dcdc电路200的第一端连接第一dcdc电路100的第一端，第二dcdc电路200的第二端用于连接储能电池bat。第二dcdc电路200既可以为储能电池bat充电，又可以将储能电池bat放电的能量传递至第一dcdc电路100的第一端。42.应该理解，直流母线电压是指第一dcdc电路100的输出电压，如图2所示直流母线包括直流正母线bus+和直流负母线bus-，直流母线电压是指bus+和bus-之间的电压，一般用vbus表示。43.例如，本技术实施例提供的光储系统，由于第二dcdc电路200连接在第一dcdc电路100的输入端，例如，当dcac电路300的功率为10kw，第二dcdc电路200的功率为10kw时，则第一dcdc电路100也为10kw即可。但是对于图1所示架构的光储系统来说，由于第二dcdc电路200连接在第一dcdc电路100的输出端，当dcac电路300的功率为10kw，第二dcdc电路200的功率为10kw时，则第一dcdc电路100的硬件配置需要使第一dcdc电路100的功率达到20kw。显然，本技术实施例提供的光储系统的架构，可以降低第一dcdc电路100的硬件成本，耐流能力可以下降。并且第一dcdc电路100的功率下降后，功耗也会降低，散热器也面积也会随之降低，从而节省整个系统的空间。44.其中，第二dcdc电路200的容量可以大于第一dcdc电路100的容量，这样可以实现储能容量的增加，但是不必增加第一dcdc电路100的容量，可以降低第一dcdc电路100的硬件成本。本实施例中的容量是指功率等级。45.本技术实施例提供的光储系统，第一dcdc电路100和第二dcdc电路200在光伏阵列一侧进行耦合，而不是在dcac电路300的输入端，即不是在直流母线处融合。这样，第一dcdc电路100的功率不必大于dcac电路300的功率，而是第一dcdc电路100的功率等于dcac电路300的功率即可，从而可以降低第一dcdc电路100的硬件配置，从而降低第一dcdc电路100的成本，进而降低整个光储系统的硬件成本。46.本技术实施例提供的光储系统可以工作在很多模式，下面主要介绍几种常见工作模式。47.第一种：48.光伏阵列输出功率，第一dcdc电路向dcac电路输出功率，第二dcdc电路向储能电池输出功率为储能电池充电，即光伏阵列的输出功率除了并网发电以外，还可以为储能电池充电。或者，第一dcdc电路的输出功率为0，即光伏阵列的能量全部用于为储能电池充电。49.第二种：50.光伏阵列输出功率，dcac电路向第一dcdc电路输出功率，第二dcdc电路向储能电池输出功率为储能电池充电，即光伏阵列的电能为储能电池充电，电网的电能也为储能电池充电。51.第三种：52.光伏阵列输出功率，第一dcdc电路向dcac电路输出功率，储能电池放电向第二dcdc电路输出功率，即光伏阵列向电网输送电能，储能电池也向电网输送电能。53.第四种：54.光伏阵列不输出功率，储能电池放电向第二dcdc电路输出功率，第一dcdc电路向dcac电路输出功率；即光伏阵列没有电能输出，例如夜间光伏阵列不发电，此时继续向电网或负载输出功率，需要储能电池放电来向网侧输送电能。55.第五种：56.光伏阵列不输出功率，第二dcdc电路向储能电池输出功率为储能电池充电，dcac电路向第一dcdc电路输出功率；即光伏阵列没有电能输出，此时可以利用网侧来为储能电池充电。57.应该理解，以上仅是举例介绍几种工作模式，另外，第一dcdc电路、第二dcdc电路和dcac电路还可以存在其他工作模式的组合，在此不再赘述。58.以上实施例介绍的光储系统，以dcac电路的输入端连接一路光伏和一路储能的情景，应该理解，dcac电路的输入端可以连接多路光伏和多路储能，下面结合附图进行详细介绍。即，光储系统包括n个第一dcdc电路和n个第二dcdc电路，且第一dcdc电路和第二dcdc电路一一对应；n为大于等于2的整数；n个第一dcdc电路的第二端均连接dcac电路的输入端。59.参见图3，该图为本技术实施例提供的另一种光储系统的示意图。60.本实施例中以光储系统包括两路光伏阵列和两路储能电池为例，应该理解，实际的光储系统中，包括很多个光伏阵列和很多储能电池，在此为例方便，以两路为例进行介绍。61.第一dcdc电路100的第一端连接第一光伏阵列pv1，第二dcdc电路200的第一端连接第一储能电池bat1，第一dcdc电路100的第二端连接dcac电路300的输入端。62.同理，第三dcdc电路400的第一端连接第二光伏阵列pv2，第四dcdc电路500的第一端连接第二储能电池bat2，第四dcdc电路500的第二端连接dcac电路300的输入端。63.应该理解，本技术实施例提供的光储系统，由于储能电池对应的第二dcdc电路连接在第二dcdc电路的输入端，因此，当光储系统存在多个第一dcdc电路时，多个第一dcdc电路的输出端均连接dcac电路的输入端，形成并联耦合。64.为了方便理解，下面结合图2介绍本技术实施例提供的光储系统的工作原理，结合以上介绍的第三种工作模式，即光伏阵列输出功率，第一dcdc电路向dcac电路输出功率，储能电池放电向第二dcdc电路输出功率。65.其中，dcac电路300控制输出功率为恒功率，即dcac电路300保证向电网并网的功率为恒定功率，即尽量保证功率不出现波动，保证并网发电的性能，不引起电网的谐波。66.第一dcdc电路100，用于根据电网电压控制输出电压vbus。由于第一dcdc电路100的输出电压vbus为光储系统的直流母线电压，该直流母线电压的大小可以根据电网电压的大小来控制。由此可见，本技术提供的技术方案，并不是由dcac电路来控制直流母线电压。67.第二dcdc电路200，用于控制输出电压为储能电池的最大功率点电压vmp；根据电流指令值控制输出电流iout；应该理解，电流指令值为给定的已知量；并且第二dcdc电路200需要根据光伏阵列的电压upv来控制自身的输出电流，即当光伏阵列的电压upv大于vmp时，减小iout，直至upv等于vmp；当upv小于vmp时，增大iout，直至upv等于vmp。图1中是由第一dcdc电路来进行mppt，而本技术是由第二dcdc电路来进行mppt，本技术的第二dcdc电路的容量可以大于第一dcdc电路的容量，而图1的架构中，第一dcdc电路的容量需要大于第二dcdc电路的容量，因此，造成第一dcdc电路的成本较高。68.本技术实施例提供的光储系统，第二dcdc电路来控制其输出电压达到储能电池的最大功率点电压，实现最大功率点跟踪的控制，减轻第一dcdc电路的负担，第一dcdc电路实现直流母线电压的工作，两个dcdc电路分工合作，并且在工作过程中，第二dcdc电路可以根据自身输出电压与最大功率点电压的大小关系来控制自身的输出电流，从而使自身的输出电压一直跟踪最大功率点电压。69.方法实施例70.基于以上实施例提供的一种光储系统，本技术实施例还提供一种光储系统的控制方法，下面结合附图进行详细介绍。71.参见图4，本技术实施例提供的一种光储系统的控制方法的流程图。72.本技术实施例提供的光储系统的控制方法，光储系统包括：至少一个第一dcdc电路、至少一个第二dcdc电路和至少一个dcac电路；第一dcdc电路的第一端用于连接光伏阵列，第一dcdc电路的第二端连接dcac电路的输入端；第二dcdc电路的第一端连接第一dcdc电路的第一端，第二dcdc电路的第二端用于连接储能电池；第一dcdc电路和第二dcdc电路均为双向dcdc电路；73.该方法包括：74.s401：第一dcdc电路获得所述dcac电路输出端的电网电压；75.s402：第一dcdc电路根据电网电压控制输出电压vbus；即第一dcdc电路实现直流母线电压的控制。76.第二dcdc电路控制输出电压为储能电池的最大功率点电压vmp；即第二dcdc电路实现最大功率点跟踪mppt的控制。另外第二dcdc电路根据电流指令值控制输出电流iout；应该理解，电流指令值为给定的已知量；当光伏阵列的电压upv大于vmp时，减小iout；当upv小于vmp时，增大iout。77.以上的s401和s402并不具有先后顺序。并且第一dcdc电路和第二dcdc电路可以具有各自的控制器，两个控制器之间可以通信，各自的控制器完成对各自对应对象的控制，例如第一dcdc电路的控制器负责第一dcdc电路的电流和电压的控制，第二dcdc电路的控制器负责完成第二dcdc电路的电压和电流的控制。另外，dcac电路也可以具有独立的控制器，完成dcac电路的电流和电压的控制。78.其中，dcac电路控制其输出电流来控制输出功率为恒功率，因为dcac电路的输出电压取决于电网电压，因此控制其输出电流便可以实现输出功率的控制，从而保证dcac电路输出给电网的功率稳定，尽量不出现波动，保证并网发电的质量。79.本技术实施例提供的控制方法可以控制光储系统工作于以上实施例介绍的五种工作模式，本实施例仅介绍光储系统在以上介绍的第三种工作模式时的一种具体控制方式，即光伏阵列和储能电池均向电网侧输出功率。80.本技术实施例提供的光储系统的控制方法，第二dcdc电路来控制其输出电压达到储能电池的最大功率点电压，实现最大功率点跟踪的控制，减轻第一dcdc电路的负担，并且在工作过程中，第二dcdc电路可以根据自身输出电压与最大功率点电压的大小关系来控制自身的输出电流，从而使自身的输出电压一直跟踪最大功率点电压。81.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。









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