一种VSG光-储并网发电系统的制作方法

一种vsg光-储并网发电系统
技术领域
1.本发明涉及光-储并网发电系统领域，尤其是涉及一种vsg光-储并网发电系统。


背景技术：

2.配备储能系统的传统vsg光伏并网发电系统如图1所示，其在两级式光伏并网发电系统基础上增加了储能系统，以实现对光伏输出功率波动的平抑。储能系统由储能装置、dc/dc变流器和能量管理系统组成。通过集成的光-储系统来实现对发电单元直流母线的电压控制，再利用虚拟同步发电机技术使得逆变器不但能够实现直流到交流端的电能转变，而且能够根据系统频率、电压异常情况自动调节有功无功输出，达到稳定系统的目的。然而，基于虚拟同步发电机技术的传统光-储并网发电系统，其功能的实现仍然存在一些问题：
3.1、由于光伏出力具有波动性与随机性，其会导致电网系统的频率波动，而且光-储的整体输出特性由统一的逆变器调节控制，增加了控制的难度，降低了系统稳定性。
4.2、在传统的光-储并网发电系统中，针对网侧负荷的需求变动，光伏阵列需要及时调节出力以维持系统频率、电压的稳定，其无法以最大功率持续输出。
5.3、传统的vsg光-储控制系统虽然可以有效地解决电网侧小负荷波动所引起的频率突变问题，但是由于储能的限制，其对于网侧大功率器件的功率波动却显得力所不及，无法及时有效地提供足够功率补给。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现光伏组件始终以最大功率输出的vsg光-储并网发电系统。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.一种vsg光-储并网发电系统，包括依次连接的光伏面板、第一直流转换器、逆变器和电网，所述直流转换器和逆变器的连接线路之间还搭接有第二直流转换器，该第二直流转换器还连接有第一储能装置，所述逆变器和电网的连接线路之间还搭接有负载，所述逆变器和负载的连接线路之间还搭接有交流逆变器，该交流逆变器还连接有第二储能装置。
9.进一步地，所述交流逆变器的双向交流逆变器。
10.进一步地，所述第一直流转换器为具有最大功率跟踪控制功能的直流转换器。
11.进一步地，所述逆变器的一端通过二线制线路连接所述第一直流转换器、另一端通过三线制线路连接所述电网。
12.进一步地，所述逆变器与电网的连接线路间设有开关。
13.进一步地，所述负载的数量为多个。
14.进一步地，所述逆变器的dc端连接所述第一直流转换器、ac端连接所述电网。
15.进一步地，所述交流逆变器的dc端连接所述第一直流转换器、ac端连接所述电网。
16.进一步地，所述第一储能装置和第二储能装置均为储能电池。
17.进一步地，所述储能电池的数量为多个。
18.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
19.本方案改良了原有光伏的双极式结构，前级dc/dc变换器实现直流-直流变化，提升光伏阵列输出电压，并通过最大功率跟踪控制(mppt)实现光伏阵列最大功率输出；配以双向直流转换器的第一储能装置搭在直接母线上，以实现平衡光伏输出与网侧需求功率的作用；
20.后级光伏dc/ac逆变器实现直流-交流变换，并保证实时输出网侧稳态情况下的需求功率。
21.这样，整体的前置光-储系统可以在保证输出需求功率的基础上，实现光伏组件始终以最大功率输出，提高光伏组件的工作效率。
22.第二储能装置可采用虚拟同步发电机控制策略，其即可以平抑前置光-储系统在暂态情况下的输出功率，又可以有效地调节由网侧大功率器件负荷突变所引起的系统电压与频率的波动。
附图说明
23.图1为现有技术中传统的vsg光-储并网发电系统的结构示意图；
24.图2为本发明实施例中提供的一种vsg光-储并网发电系统的结构示意图；
25.图中，1、光伏面板，2、第一直流转换器，3、第二直流转换器，4、第一储能装置，5、逆变器，6、交流逆变器，7、第二储能装置，8、电网，9、负载，10、开关。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或
两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
32.实施例1
33.如图2所示，本实施例提供一种vsg光-储并网发电系统，包括依次连接的光伏面板1、第一直流转换器2、逆变器5和电网8，直流转换器和逆变器5的连接线路之间还搭接有第二直流转换器3，该第二直流转换器3还连接有第一储能装置4，逆变器5和电网8的连接线路之间还搭接有负载9，逆变器5和负载9的连接线路之间还搭接有交流逆变器6，该交流逆变器6还连接有第二储能装置7。
34.本方案改良了原有光伏的双极式结构，前级dc/dc变换器实现直流-直流变化，提升光伏阵列输出电压，并通过最大功率跟踪控制mppt实现光伏阵列最大功率输出；配以双向直流转换器的第一储能装置4搭在直接母线上，以实现平衡光伏输出与网侧需求功率的作用；后级光伏dc/ac逆变器5实现直流-交流变换，并保证实时输出网侧稳态情况下的需求功率。这样，整体的前置光-储系统可以在保证输出需求功率的基础上，实现光伏组件始终以最大功率输出，提高光伏组件的工作效率。
35.第二储能装置7还可采用虚拟同步发电机控制策略，其即可以平抑前置光-储系统在暂态情况下的输出功率，又可以有效地调节由网侧大功率器件负荷突变所引起的系统电压与频率的波动。
36.具体地，
37.交流逆变器6的双向交流逆变器。第一直流转换器2为具有最大功率跟踪控制功能的直流转换器。
38.逆变器5的一端通过二线制线路连接第一直流转换器2、另一端通过三线制线路连接电网8。
39.逆变器5与电网8的连接线路间设有开关10。负载9的数量为多个。
40.逆变器5的dc端连接第一直流转换器2、ac端连接电网8。交流逆变器6的dc端连接第一直流转换器2、ac端连接电网8。
41.第一储能装置4和第二储能装置7均为储能电池，储能电池的数量为多个。
42.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。