[发明专利]一种基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统及方法，包括高温超导电磁储能装置、液氮罐、锂电池储能阵列和锂离子电池阵列降温系统；锂电池储能阵列周向布置在高温超导电磁储能装置和液氮罐的外部，锂离子电池阵列降温系统与锂电池储能阵列相邻布置；高温超导电磁储能装置包括双向线圈、高温超导电磁储能充能线圈、高温超导电磁储能释能线圈和高温超导电磁储能测控装置，液氮罐内设置有柱芯，柱芯的侧壁分布有凹槽，双向线圈缠绕在凹槽内，高温超导电磁储能充能线圈和高温超导电磁储能释能线圈分别与双向线圈连接。通过温度场和复合储能系统的设计，实现了光伏电站的储能和快速响应电网调频，提高了储能的能量转换效率。

技术领域

本发明涉及一种基于温度场控制技术的光伏直流复合储能系统及方法，属于光伏发电储能领域。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，电流便从P型一边流向N型一边，形成电流。

与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现于：

1．无枯竭危险；

2．安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；

3．不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；

4．无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；

5．能源质量高；

6．使用者从感情上容易接受；

7．建设周期短，获取能源花费的时间短。

并网光伏发电：并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。并网光伏发电有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。

分布式光伏发电：分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。

光伏发电系统是由太阳能电池方阵，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。