[发明专利]一种光储模块、基于重构控制的光伏供电系统及方法

说明书

一种光储模块、基于重构控制的光伏供电系统及方法，涉及光伏发电技术领域。解决了现有光伏发电技术中存在的由于光伏电池的输出特性受所处环境的温度、光照等外界参数的影响而无法保证光伏发电系统始终保持最高的发电能力的问题。光储模块中的储能单元与光伏单元并联连接，储能单元与联动反向控制开关中的两个开关串联连接，控制单元用于采集光伏单元的端电压信号、光伏单元的工作温度、储能单元的充放电电流信号及充放电状态，还用于控制所述联动反向控制开关的工作状态。供电系统包括N+x个光储模块，通过总控单元根据每个光储模块的电参数动态调整位于供电回路中的光储模块、并维持始终有N个光储模块位于供电回路中。适用于光伏发电技术领域。

技术领域

本发明涉及光伏电池的控制技术。

背景技术

现有光伏发电技术领域中，由于是将自然光转换成电能，所以在实际应用中，光伏电池的输出特性受所处环境的云朵、落叶、飞鸟等能够暂时局部遮挡光照而影响光强、光照位置的不稳定，进而导致光储模块输出的电压和功率波动，进而无法实现最大功率发电。

与此类似，采用燃料电池发电（或微波发电），组成燃料电池的各个串联单体由于工艺和工况的原因存在一定的单体发电差异，电池组输出电流受到最小发电能力的单体的发电电流限制，串联组件同样无法实现始终最大功率发电。

针对单体发电能力的波动，目前常用的方法多采用在直流母线上并联电容或电池等临时储能的装置，平抑总输出波动，但此时正常发电单元此时的发电能力受低发电能力单元的电流限制，整体发电能力是客观减少的，同时采用在直流母线上并联电容或电池等临时储能装置方案，发电单元发电能力的不同和输出负载电流在各个串联发电单体中完全相等，实际运行中极易导致并联电容或电池出现单体过充或过放。

而采用常规的动态重构电路和控制存在发电能力存在差异的发电单元，处于冗余控制的单体所发的电能只能白白浪费。

本申请人在2021年提交的专利申请202111262146.X“一种光伏电池发电最大功率跟踪的光伏储能系统及基于该系统的光伏发电系统”解决了光伏发电系统的稳定性，其主控解决的技术问题是降低了系统对储能单体一致性的要求，进而大大降低了储能系统的维护成本。但是，该系统是基于储能单体性能设计的控制方法，进而克服原控制方法对储能单体性能一致性的要求，即：在储能单体性能不一致的前提下，不会影响整个系统的性能。该方法无法达到提高光伏发电系统的发电能力的效果。

发明内容

本发明解决了现有光伏发电技术中存在的由于光伏电池的输出特性受所处环境的温度、光照等外界参数的影响而无法保证光伏发电系统始终保持最高的发电能力的问题。

本发明提供的方案有：

一种光储模块，包括光伏单元和储能单元，所述光储模块还包括联动反向控制开关和控制单元，所述储能单元与光伏单元并联连接，所述储能单元与联动反向控制开关中的两个开关串联连接，所述控制单元用于采集光伏单元的端电压信号，还用于采集光伏单元的工作温度，还用于采集储能单元的充放电电流信号及充放电状态，还用于控制所述联动反向控制开关的工作状态。

优选地，所述联动反向控制开关为电子开关、机械开关或者由分立半导体器件组成的具备同等同能的电路单元。

优选地，所述控制单元中嵌入有计算机软件实现的控制器，所述控制器包括：

端电压采集单元，用于采集光伏单元的端电压信号；

电流采集单元，用于采集储能单元的充放电电流信号；

充放电状态采集单元，用于采集储能单元的充放电状态；

开关控制单元，用于产生控制联动反向控制开关的控制信号。