一种支持阵列化应用的光伏发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及光伏能发电领域，具体涉及到一种支持阵列化应用的光伏发电装置。


背景技术：

2.光伏发电是一种新兴的能源，长期以来我国投入了大量资源建设了很多集中式光伏发电场；传统集中式光伏发电系统的转化交流控制分散、复杂成本高；再者，由于阳光照射的变化，导致所发电功率跟随着变化，一片乌云遮挡都能让发电功率波动超过80％以上，具有很强的随机性，在并入电网的过程中给电网的潮流控制带来很大的麻烦(我国电网的综合调峰消纳能力约3％)，据统计，我国弃风、弃光问题年总抛弃率高达60％，导致光伏能源被大量的抛弃，有效利用率低，造成资源浪费。
3.如何有效的利用新兴发电能源成为新能源技术推广的重大课题。随着“储配微网、发储网”架构系统的实践发展，在解决弃光问题的前提下，研发一种全新的标准化光伏发电装置并实现产业化，就成了研发人员当前重点的工作。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种支持阵列化应用的光伏发电装置，通过其模块化、标准化的光伏发电单元发出的定压直流电汇流入储配微网，且能够实现标准化、大规模批量生产，矩阵式排列安装建造，有效降低生产建造成本，从而解决了现有技术中生产建造成本高、利用率低及造成资源浪费的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种支持阵列化应用的光伏发电装置，包括若干个光伏发电单元和安装架，若干个所述光伏发电单元呈矩阵式排列安装在所述安装架上；所述光伏发电单元包括光伏板本体和输送模组，所述输送模组包括直流转压模块和功率限制模块，所述光伏板本体发出直流电，通过所述直流转压模块转压成目标电压，然后通过所述功率限制模块进行功率限制，最后动态汇流在直流母排上，所述直流母排与储配微网连接。
6.进一步地，所述直流转压模块的两端之间并联控制模块。
7.进一步地，所述控制模块上设置有采集模块，所述采集模块采集所述转压模块前端的直流电压、电流信息。
8.进一步地，所述采集模块采集输入的通讯指令。
9.进一步地，所述功率限制模块为功率二极管。
10.进一步地，所述直流转压模块为dc/dc电源转换器。
11.进一步地，所述安装架包括搭建底座和设置在所述搭建底座上的连接架，所述发电单元均匀分布在所述连接架上。
12.进一步地，所述连接架包括横管组件和竖管组件，所述横管组件与所述竖管组件呈规则性连接。
13.本实用新型的有益效果：
14.1、通过本实用新型矩阵式排列安装的标准化光伏发电单元，建设成本可控，且能够实现标准化、大规模批量生产，有效降低生产建造成本，有效提高电能的利用率，装机经济性；其具备比传统的集中式一体化储能电池系统更强的通道过流能力及汇流能力，可以承受反复的高频次的随机性充放电，过程中具有动态自修复能力，寿命足以支持电力系统的寿命要求。
15.2、光伏发电单元经输送模组所发出来的电为定电压直流电，可有效并入储配网，提升了转换效率；充分利用直流电的分流汇流特征，实施动态电力储能混动，有效挖掘每一份能源。
16.3、本实用新型具有阵列化组合功能，采用分布发电集中虚拟管理的模式，可充分利用直流电动态特征进行动态输出，免去所有的变流控制环节。
17.4、本实用新型能够和储能微网的储能电池进行有效联动，实现“主动增容”；在并网过程中可以和配电网(包括发电网)联动，实现在有限时间内稳定电源输出，解决电网调度秒级响应难题和弃光问题。
18.5、通过本实用新型的功率限制模块可直接进行功率限制，有效提高输出功率、提升转换效率和系统安全性。
附图说明
19.以下附图是用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，且仅旨在于对本实用新型做示意性的解释和说明，并非用以限制本实用新型的范围。在附图中：
20.图1为本技术实施例一中的光伏发电单元电气结构示意图；
21.图2为本技术实施例二中的一种支持阵列化应用的光伏发电装置的流程示意图；
22.图3为本技术实施例二中的一种支持阵列化应用的光伏发电装置发、储、配应用模型示意图。
23.附图标记：
24.100、光伏发电单元；101、光伏板本体；104、输送模组；106、直流转压模块； 107、功率限制模块；108、控制模块；109、采集模块；111、第一采集线路；112、第二采集线路；120、直流母排；300、储配微网；301、储能模块；302、变流模块； 401、配变变压器。
具体实施方式
25.下面将以图式揭露本技术的多个实施方式，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，构成本技术的一部分说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及说明是用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下、左、右、横向、竖向等方向均是以本技术实施例图1所示的上、下、左、右、横向、竖向等方向为准，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，在此一并说明，使用的“第一”、“第二”“第三”“第四
”“ⅰ”“ⅱ”
以及类似的词语并不表
示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求保护的范围之内。
29.实施例一
30.本实施例提供了一种支持阵列化应用的光伏发电装置，该装置包括若干个光伏发电单元100和安装架，若干个光伏发电单元100呈矩阵式排列安装在安装架上；如图1所示，本实施例中的光伏发电单元100包括光伏板本体101和输送模组104，光伏板本体101发出直流电，通过输送模组104形成定电压直流电，然后动态汇流在直流母排120上，输入到储配微网300内，最后或自用或并入配电网输出。
31.利用本实施例的技术方案中的光伏发电单元100经输送模组发出来的电为定电压直流电，可有效并入储配网，将储能站直接接入直流网，不做任何其他的转换，提升了转换效率和构成一种多源平衡态；充分利用直流电的分流汇流特征，实施动态电力储能混动，有效挖掘每一份能源；其具备比传统的集中式一体化储能电池系统更强的通道过流能力及汇流能力，可以承受反复的高频次的随机性充放电，过程中具有动态自修复能力，寿命足以支持电力系统的寿命要求。再者，标准化光伏发电单元100矩阵式排列安装在安装架上，建设成本可控，且能够实现标准化、大规模批量生产，有效降低生产建造成本，迎光面积利用率远高于传统的集中式风力发电厂的利用率，有效提高电能的利用率，装机经济性。
32.如图1所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的输送模组104包括直流转压模块106和功率限制模块107，通过所述功率限制模块107进行功率限制。需要说明的是，本实施例中的直流转压模块106为dc/dc电源转换器，其中，dc为directcurrent的简称，即直流电；dc
‑
dc电源转换器的原理是利用电感和电容等元件作为储能元件完成电压转换功能，作用主要是高效率地实现电压变换和稳定输出。功率限制模块107为功率二极管，使经直流转压模块106实现电压变换和稳定输出后的恒压直流电在正向导通状态时，能通过较大电流，完成较大电流的工作，且不超过发电机的上限，提升转换效率和系统的安全性，可有效并入储配网，充分利用直流电的分流汇流特征，实施动态电力储能混动，有效挖掘每一份能源，进一步解决弃光的问题。
33.如图2所示，作为一种具体实施方式，本实施例中的直流转压模块106的两端之间并联控制模块108；更进一步地，本实施例中的控制模块108上设置有采集模块109，其中，采集模块109通过通过第一采集通道111采集直流转压模块106前端的直流电压、电流信息和/或通过第二采集通道112采集外部输入的通讯指令。
34.作为一种具体实施方式，本实施例中的安装架包括搭建底座和设置在该搭建底座上的连接架，光伏板本体101均匀分布在所述连接架上。更进一步地，连接架包括横管组件和竖管组件，该横管组件与竖管组件呈规则性连接。用普通的钢结构搭建矩阵式的光伏发
电场，建设成本可控，没有特别严格的地基要求；光伏板本体101均匀分布设置在连接架上，迎光面积利用率高。
35.实施例二
36.与实施例一不同的是，如图2、图3所示，本实施例是在实施例一的基础上阐述与储配微网、配电网的连接流程。各个发电单元100呈矩阵式的排列，经各个输送模块输出的定压直流电均汇入在直流母排120上，然后传输到储配微网300中，使其电能存储在储能模块301，该储能模块优选储能锂电池，储能模块301经变流模块302 使直流电转化为交流电，经配电网的配变变压器401输送出去。其核心原理是将“阵列式光伏发电单元”直接和其他直流发电源并联，实现智能双源或多元输出，并通过 ems智能调度配合全网调度。该系统最大的特点是化繁为简，充分利用直流电的自身特性构建自适应性平衡系统，将各种随机电源通过智能整合稳定输出，解决并网工程中随机电源入网离网的世界性控制难题，通过直流源网组网，将成本高、控制难度大的秒级响应机制变化为小时级的、可预测、可调度的优质机制。
37.如图3所示，本实施例中的多个储能模块组合成的储能阵列提高供电可靠性，在储配微网中可以增加许多光伏发电单元阵列和其它发电源；支持分布式发电源布局，汇流再直流母排并与储能电池进行有效联动，实现“主动增容”；通过相应的能量储备调节来稳定分布式电源的非均匀性输出。储备微网的储能阵列系统作为微网络中的应急备用电源，功率要求尽可能满足负荷供电的需要；当储配微网连接到配电网主网后，储能阵列系统将根据离网和并网模式来调整，以确保最大限度地满足尽可能多的负荷供电可靠性。pcs阵列储能变流器装置可控制储能电池的充电和放电过程，进行交直流的转换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。再者，不受自然界光照条件的变化的影响，解决了由于发电功率不稳定性及随机性，很难并入大网的问题。在并网过程中可以和配电网(包括发电网)联动，实现在有限时间内稳定电源输出，解决电网调度秒级响应难题。
38.综上所述，本实用新型通过发电单元经输送模块发出来的电为定电压直流电，可有效并入储配网或发储网，不做任何其他的转换，提升了转换效率；充分利用直流电的分流汇流特征，实施动态电力储能混动，有效挖掘每一份能源。再者，标准化发电单元矩阵式排列安装在安装架上，建设成本可控，且能够实现标准化、大规模批量生产，有效降低生产建造成本，迎光面积利用率远高于传统的集中式光伏发电厂的利用率，有效提高电能的利用率，装机经济性。从而解决了现有技术中生产建造成本高、利用率低及造成资源浪费的问题。
39.上述说明示出并描述了本技术的优选实施方式，但如前对象，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文对象构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求的保护范围内。