叶青峰光伏储能逆变系统结构综述.doc

光伏储能逆变系统结构综述 叶青峰 2015120506019 从结构、成本、能源利用效率、应用领域方面，针对微网中常见逆变系 统结构进行对比分析，提出了一些新的光伏储能系统并给出其优缺点分析。所述 结果有助于全面理解光伏储能系统结构，对于产品开发中的系统结构设计人员及 系统集成专业人员设备选型有重要价值。 关键词：微电网光伏发电系统逆变器 Overview of Inverter System Structure forPhotovoltaic Energy Storage Ye qingfeng 2015120506019 Abstract:The structures of the energy storage system in the micro-grid system were analyzed comparatively inthree aspects such as technical difficulty, the energy utilization efficiency and comparative cost. Meanwhile, differentstructures were also analyzed in the advantages and disadvantages. The results arc helpful to understand thestructures of energy storage system comprehensively, and have an important value to technical personnel of systemstructure design and system integration in the product development. Key words:micro-gridphotovoltaic power systeminverter 1引言 近几年分布式能源在各国政府的支持下发展迅猛。然而随着光伏发电 系统渗透率不断增加，引发了很多问题。为了解决这些问题，在分布 式光伏发电系统中增加储能装置，使得储能系统、光伏系统、电网以 及负荷组成了一个多源的微电网系统。光伏储能系统由多个电力电子 模块组成，包括DC /DC变换器，DC /AC逆变器，AC /DC逆变器 等。本文将对当前常见光伏储能系统的结构进行分析归类，抽象出其 共同特征，描述了光伏储能系统的运行方式，对各种光伏储能系统进 行了分析和对比，指出未来光伏储能市场发展的趋势。［1-3 ］。 2常见光伏储能系统结构 光伏储能系统主要由光伏电池、蓄电池、负载、三相电网组成，负责 光伏并网发电、独立负载逆变、蓄电池充放电等各种模式之间切换。 储能装置可调节电能，既能与公共电网并网运行，又可离网运行，使 得负载侧不间断供电，提高供电可靠性。对于本地负荷和光伏能源， 光伏储能装置可接纳多个输入源，一起接入时可以互为冗余，利用各 自优势进行互补；对于公共电网，可起到削峰填谷的功能。常见光伏 储能系统结构如图1所示［4 ］。 （a）共交流母线结构 （ （a）共交流母线结构 （b）共直流母线结构 （c）共光伏母线结构 1常见光伏储能系统结构 3新提出的光伏储能系统方案 随着光伏储能的不断发展，针对不同应用的场合以及考虑提高自 发自用率，在系统硬件结构方面产生了一系列新的思想。一种新的共 交流母线方案的光伏储能系统结构如图2所示，可以直接进行升压 逆变并网，可靠性相对高些，成本也很低，然而会受到磁性元器件选 型限制。此种结构在低功率情况下更为实用，更能发挥其优势［7-10］。 光伏电池2新提出的共交流母线光伏储能系统结构新提出的3种共直流母线光伏储能系统的结构如 光伏 电池 2新提出的共交流母线光伏储能系统结构 新提出的3 种共直流母线光伏储能系统的结构如 所示。 DC DC $換器-双向［)ux.=变换番2资媒双向DC/AC逆变器双A DC/AC逆变S双向IXIX变換器格电池 DC DC $換器 -双向 ［)ux. =变换番2 资媒 双向 DC/AC 逆变器 双A DC/AC 逆变S 双向 IXIX 变換器 格电池 DC/DC 变換器 -?N-Hh iHshHSH音 负获 挢电池 IXVDC O2S 双向DC DC 双向 DC/AC 逆变S 图3新提出的共直流母线光伏储能系统结构1图4新系统结构2图5新系统结构3 图3-5新提出的共直流母线光伏储能系统结构 3相对比传统的光伏电池和逆变侧增加了一级DC/DC变换器， 变为两级母线结构，蓄电池和光伏电池都经过一级DC/DC变换共 母线，这样也可以缓解蓄电池低压情况下宽变比的弱势，提高了光伏 电池给蓄电池充电的效率，降低了光伏电池