[发明专利]集成储能功能的光伏发电系统及动态平衡电能的方法

权利要求书

1.一种集成储能功能的光伏发电系统，其特征在于，包括：

多级光伏组件以及串联连接的多级电压转换器，其中每一级电压转换器均将从与之对应的一个光伏组件撷取到的电能转换成输出功率，每一级电压转换器还用于将与之对应的一个光伏组件的输出电流和输出电压设置在最大功率点处；

对多级电压转换器提供的输出功率执行功率转换并产生交流电的逆变器；

多级电压转换器各自的输出电压叠加到直流母线上并藉此作为母线电压；

动态平衡直流母线上电能的储能部分，在多级光伏组件提供的对外功率之和低于交流电所需要的预定功率值时储能部分向直流母线上馈送电能，或在多级光伏组件提供的对外功率之和高于交流电所需要的预定功率值时储能部分从直流母线上吸取电能；

储能部分包括双向直流变换器和蓄电电池，储能部分以蓄电电池储存的电能作为能量供应源而向直流母线上馈送电能，或储能部分将吸取的电能储存在蓄电电池；

蓄电电池的给定参考功率除以蓄电电池的电池电压所计算得到的值定义为双向直流变换器的跟踪电流值，并控制双向直流变换器的实际输出电流趋于等于跟踪电流值，蓄电电池的给定参考功率等于多级光伏组件提供的对外功率之和与交流电所需要的预定功率值之间的差值。

2.根据权利要求1所述的集成储能功能的光伏发电系统，其特征在于：

控制双向直流变换器的实际输出电流趋于等于跟踪电流值的模式包括：基于双向直流变换器的实际输出电流和跟踪电流值所建立的电流PI控制器所产生的脉冲宽度调制信号用于驱动双向直流变换器；

电流PI控制器将跟踪电流值设为给定指令值以及还同步调节双向直流变换器的实际输出电流对跟踪电流值的偏差，根据该偏差产生的脉冲宽度调制信号在驱动双向直流变换器的阶段用以减少该偏差。

3.根据权利要求1所述的集成储能功能的光伏发电系统，其特征在于：

多级光伏组件提供的对外功率之和与预定功率值之间的差值的正号或负号用于乘以跟踪电流值的大小来定义跟踪电流值的方向：

跟踪电流值为负值时双向直流变换器中电流的方向为从蓄电电池流向直流母线；

跟踪电流值为正值时双向直流变换器中电流的方向为从直流母线流向蓄电电池。

4.根据权利要求3所述的集成储能功能的光伏发电系统，其特征在于：

双向直流变换器同时带有升压电路和降压电路，跟踪电流值为负值时设定双向直流变换器处于升压工作状态，跟踪电流值为正值设定双向直流变换器处于降压工作状态。

5.根据权利要求1所述的集成储能功能的光伏发电系统，其特征在于：

双向直流变换器同时带有升压电路和降压电路，升压电路在双向直流变换器处于升压工作状态时的占空比和降压电路在双向直流变换器处于降压工作状态时的占空比彼此之间设为互补。

6.根据权利要求5所述的集成储能功能的光伏发电系统，其特征在于：

双向直流变换器耦合到直流母线的输入侧的压降高于双向直流变换器耦合到蓄电电池的输出侧的压降时，触发双向直流变换器启用降压电路将电能存储到蓄电电池；及

双向直流变换器耦合到直流母线的输入侧的压降低于双向直流变换器耦合到蓄电电池的输出侧的压降时，触发双向直流变换器启用升压电路将电能馈送到直流母线。