[发明专利]离网黑启动的光储直流电网系统及其运行方法

说明书

本公开提出一种离网黑启动的光储直流电网系统及其运行方法，涉及太阳能发电技术领域。本公开的一种光储系统，包括：将光能转化为电能的光伏PV组件；与PV组件连接，产生直流电的光伏直流DC设备；和第一开关电源，当PV组件发电电压达到第一开关电源的启动电压时第一开关电源导通，其中，第一开关电源从PV组件取电，并输出给光伏DC设备。这样的光储系统能够实现在储能电池储能不足情况下的黑启动，提高光储电网运行的可靠性和稳定性。

技术领域

本公开涉及太阳能发电技术领域，特别是一种离网黑启动的光储直流电网系统及其运行方法。

背景技术

光储直流微电网系统离网运行时，由储能系统稳定母线，提供能量来源。储能系统内部储能侧DC(Direct Current，直流)/DC转换器(下文中将储能侧DC/DC设备简称为储能DC设备)工作电源由储能电池提供，如图1所示。储能电池维持直流母线导通，当光照充足时，光伏侧DC/DC转换器(下文中将光伏侧DC/DC设备简称为光伏DC设备)和储能DC设备工作，带动直流微电网发电并正常运行。

发明内容

发明人发现，当储能电池电量(或单体电压)过低时，即使光照再好，光储微网系统亦无法启动运行。

本公开的一个目的在于提高光储电网运行的可靠性和稳定性。

根据本公开的一个方面，提出一种光储系统，包括：将光能转化为电能的PV(Photovoltaic，光伏)组件；与PV组件连接，产生直流电的光伏DC设备；和第一开关电源，当PV组件发电电压达到第一开关电源的启动电压时第一开关电源导通，其中，第一开关电源从PV组件取电，并输出给光伏DC设备。

在一些实施例中，光储系统还包括：与光伏DC设备通过直流母线连接的储能DC设备；与储能DC设备连接的储能电池；和，第二开关电源，当直流母线的电压达到第二开关电源的启动电压时第二开关电源导通；其中，第二开关电源在储能电池储能不满足第二开关电源的导通需求的情况下从直流母线取电，并输出给储能DC设备。

在一些实施例中，第二开关电源在储能电池储能满足第二开关电源的导通需求的情况下从储能电池取电，并输出给储能DC设备。

在一些实施例中，光储系统还包括：位于直流母线的电能输出端，与直流负载连接以便向直流负载供电；其中，优先通过光伏DC设备向直流负载供电。

在一些实施例中，在PV组件正常运行，且储能电池无需充电的情况下，直流母线由储能电池维持导通，光伏DC设备以MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)状态运行。

在一些实施例中，储能电池在储能不足的情况下接收来自储能DC的直流电并存储，在储能充足且光伏DC供电不满足用电需求的情况下向负载供电。

在一些实施例中，储能电池执行以下至少一项：在储能电压小于第一阈值时停止向负载供电，并在收到储能DC的直流电的情况下储能；在储能电压大于等于第一阈值、小于等于第二阈值时向负载供电，并在收到储能DC的直流电的情况下储能；或在储能电压大于第二阈值时向负载供电。

在一些实施例中，光储系统还包括：BMS(Battery Management System，电池管理系统)，被配置为控制切换第二开关电源的取电点。

在一些实施例中，第二开关电源在导通的状态下为BMS供电。

这样的光储系统中，通过将光伏DC设备的工作电源取电点移至PV组件，使得光伏开路电压满足开关电源输入电压范围要求时光伏DC设备可发电，从而实现在储能电池储能不足情况下的黑启动，提高光储电网运行的可靠性和稳定性。