一种模块化补偿式光伏并网系统的制作方法

1.本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种模块化补偿式光伏并网系统。


背景技术：

2.太阳能作为一种清洁环保的能源，受到人们的广泛关注，近20多年来，太阳能被广泛应用于各个场合。太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用光伏模块将光能转换为电能的发电形式，而且随着技术的不断进步，光伏发电可能是最具有发展前景的发电技术之一。
3.在光伏发电系统中，光伏模块的利用率除了与光伏电池的内部特性有关外，还受使用环境如辐照度、负载和稳定等因素的影响。由于电网系统在进行电能传输时往往会对电网传输的电能设定一个限定的值，进而避免电网中传输功率过大时对电网产生负荷上的影响。
4.而对于光伏发电系统，其特殊性在于进行光伏发电的光伏电板的整体性以及光伏发电系统对环境的要求以及发电系统自身的要求上，举例来说，环境影响可以是阳光强烈时作为一个整体的光伏发电系统的发电效率过高，从而导致电网以及光伏发电系统本身的负荷过大；发电系统自身影响可以是发电模块上存在斑痕、污渍等导致发电模块的发电效率变化从而导致发电系统整体产生一定的振荡。因此，亟需一种可以保证光伏系统向电网进行标准化输电的控制系统。


技术实现要素：

5.发明目的：针对亟需一种可以保证光伏系统向电网进行标准化输电的控制系统的问题，本发明提供一种模块化补偿式光伏并网系统。
6.技术方案：一种模块化补偿式光伏并网系统，包括：若干光伏发电模块、并网模块、控制模块、储能模块、以及电网；所述光伏发电模块、并网模块、控制模块以及储能模块互相连接，所述光伏发电模块通过所述控制模块以及所述并网模块连接所述电网。
7.所述光伏发电模块包括若干光伏阵列、若干第一配流装置以及若干第二配流装置，每一个所述光伏阵列包括有第一光伏板以及第二光伏板，所述第一光伏板用于发生光电效应的有效面积大于所述第二光伏板用于发生光电效应的有效面积，所述第一配流装置连接所述第一光伏板；所述第二配流装置连接所述第二光伏板，所述第一配流装置将所述第一光伏板产生的电流分配成若干第一电流、第二电流以及剩余电流，所述第二配流装置将所述第二光伏板产生的电流分配成若干第三电流、第四电流以及剩余电流。
8.所述并网模块包括直流滤波装置、直流汇流装置、第一逆变器以及电压输出装置，所述直流汇流装置连接所述第一配流装置以及第二配流装置，所述直流滤波装置连接所述直流汇流装置，所述第一逆变器连接所述直流滤波装置，所述电压输出装置连接所述第一
逆变器，所述输出电压检测装置连接所述电压输出装置。
9.所述控制模块包括分别连接于所述第一、二配流装置且彼此之间互相连接的配流检测装置、可编程逻辑控制器以及自发选择装置；所述自发选择装置根据所述第一配流装置以及第二配流装置分配的第一、二、三、四电流选择相等数量的第一、二、三、四电流，所述直流汇流装置根据所述自发选择装置的选择结果汇总直流电流，记为并网电流；所述配流检测装置判断所述直流汇流装置的并网电流的数值；所述可编程逻辑控制器根据所述配流检测装置控制输出电路的开闭；所述电压输出装置根据所述直流汇流装置的并网电流输出电压。
10.作为本发明的一种优选方式，所述第一配流装置包括有以第一电流为标准的电流分配模式以及以第二电流为标准的电流分配模式；当执行以第一电流为标准的电流分配模式时，所述第一配流装置将所述第一光伏板产生的电流分配成第一电流以及剩余电流，当执行以第二电流为标准的电流分配模式时，所述第一配流装置将所述第一光伏板产生的电流分配成第二电流以及剩余电流。
11.作为本发明的一种优选方式，所述第二配流装置包括有以第三电流为标准的电流分配模式以及以第四电流为标准的电流分配模式，当执行以第三电流为标准的电流分配模式时，所述第二配流装置将所述第二光伏板产生的电流分配成第三电流以及剩余电流，当执行以第四电流为标准的电流分配模式时，所述第二配流装置将所述第二光伏板产生的电流分配成第四电流以及剩余电流。
12.作为本发明的一种优选方式，以所述第一电流的分配数量为基准，所述第二电流的数量、第三电流的数量、第四电流的数量呈递增状态，所述第一电流的实际数量大于电网需求的第一电流的需求数量，所述直流汇流装置汇集与第一电流需求数量一致的第二电流、第三电流以及第四电流生成并网电流。
13.作为本发明的一种优选方式，所述储能模块包括若干蓄电池组，所述并网模块还包括可分配电流处理装置，所述可分配电流处理装置用于收集剩余电流以及超出电网需求数量的第一、二、三、四电流，所述可分配电流处理装置收集的电流记为备用电流，所述可分配电流处理装置连接所述蓄电池组，所述可分配电流处理装置将备用电流传输至所述蓄电池组中，所述蓄电池组用于提供补偿电流。
14.作为本发明的一种优选方式，所述并网模块还包括输出电压检测装置以及输出电压补偿装置，所述输出电压检测装置连接所述电压输出装置，所述输出电压补偿装置连接所述蓄电池组，所述输出电压检测装置检测电压输出装置在存在电网负载时的输出电压，所述输出电压补偿装置根据所述输出电压监测装置检测的输出电压利用所述蓄电池组提供补偿电压进行电压缺口的补偿。
15.作为本发明的一种优选方式，所述并网模块还包括第二逆变器，所述第二逆变器连接所述输出电压补偿装置，所述第二逆变器用于将所述蓄电池组提供的作为补偿电流的直流电流转变为交流电流。
16.作为本发明的一种优选方式，所述第一光伏板数量小于第二光伏板数量，所述第一配流装置以第一电流为标准的电流分配模式的工作模式数量小于所述第一配流装置以第二流为标准的电流分配模式的工作模式数量；所述第二配流装置以第三电流为标准的电流分配模式的工作模式数量小于所述第二配流装置以第四电流为标准的电流分配模式的
工作模式数量。
17.本发明实现以下有益效果：1.本发明利用模块化的思路通过将第一光伏板产生的电流以及第二光伏板产生的电流分配并重组，使得并网过程中能够根据电网容量大小进行电流配合，从而能够更好的适配电网进行并网，不会对电网造成超载负担。
18.2.由于将并网电流按照模块化的思路进行分配，从而使得光伏并网系统中一个光伏板在出现光伏问题时不会完全波及整个光伏系统，并且由于模块化的形式，可以通过其他的光伏板产生的电流进行补充，使得光伏系统更加灵活方便。
19.3.在保证并网电流的情况下，将剩余的电流储存为电能，并通过储存的电能对真正实施并网的时机进行电压补偿。
附图说明
20.图1为本发明提供的一种模块化补偿式光伏并网系统的结构框架图。
21.图2为本发明提供的一种模块化补偿式光伏并网系统的系统框架图。
22.图3为本发明提供的一种模块化补偿式光伏并网系统的工作流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.在此描述了本发明公开的实施例。然而，应理解的是，本发明公开的以下实施例仅为示例，并且其他实施例可采用多种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的是，参照任一附图示出和描述的多种特征可与一个或更多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本发明公开的教导一致的特征的多种组合和修改可被期望用于特定的应用或实施方式。
25.【实施例一】参考图1
‑
3。本实施例提供一种模块化补偿式光伏并网系统，包括：若干光伏发电模块1、并网模块2、控制模块3、储能模块4、以及电网5；该光伏发电模块1、并网模块2、控制模块3以及储能模块4互相连接，该光伏发电模块1通过该控制模块3以及该并网模块2连接该电网5。
26.该光伏发电模块1包括若干光伏阵列6、若干第一配流装置7以及若干第二配流装置8，每一个该光伏阵列6包括有第一光伏板9以及第二光伏板10，该第一光伏板9用于发生光电效应的有效面积大于该第二光伏板10用于发生光电效应的有效面积，该第一配流装置7连接该第一光伏板9；该第二配流装置8连接该第二光伏板10，该第一配流装置7将该第一光伏板9产生的电流分配成若干第一电流、第二电流以及剩余电流，该第二配流装置8将该第二光伏板10产生的电流分配成若干第三电流、第四电流以及剩余电流。
27.该并网模块2包括直流滤波装置11、直流汇流装置12、第一逆变器13以及电压输出
装置14，该直流汇流装置12连接该第一配流装置7以及第二配流装置8，该直流滤波装置11连接该直流汇流装置12，该第一逆变器13连接该直流滤波装置11，该电压输出装置14连接该第一逆变器13，该输出电压检测装置连接该电压输出装置14。
28.该控制模块3包括分别连接于该第一、二配流装置且彼此之间互相连接的配流检测装置15、可编程逻辑控制器16以及自发选择装置17；该自发选择装置17根据该第一配流装置7以及第二配流装置8分配的第一、二、三、四电流选择相等数量的第一、二、三、四电流，该直流汇流装置12根据该自发选择装置17的选择结果汇总直流电流，记为并网电流；该配流检测装置15判断该直流汇流装置12的并网电流的数值；该可编程逻辑控制器16根据该配流检测装置15控制输出电路的开闭；该电压输出装置14根据该直流汇流装置12的并网电流输出电压。
29.优选的，该第一配流装置7包括有以第一电流为标准的电流分配模式以及以第二电流为标准的电流分配模式；当执行以第一电流为标准的电流分配模式时，该第一配流装置7将该第一光伏板9产生的电流分配成第一电流以及剩余电流，当执行以第二电流为标准的电流分配模式时，该第一配流装置7将该第一光伏板9产生的电流分配成第二电流以及剩余电流。
30.优选的，该第二配流装置8包括有以第三电流为标准的电流分配模式以及以第四电流为标准的电流分配模式，当执行以第三电流为标准的电流分配模式时，该第二配流装置8将该第二光伏板10产生的电流分配成第三电流以及剩余电流，当执行以第四电流为标准的电流分配模式时，该第二配流装置8将该第二光伏板10产生的电流分配成第四电流以及剩余电流。
31.优选的，以该第一电流的分配数量为基准，该第二电流的数量、第三电流的数量、第四电流的数量呈递增状态，该第一电流的实际数量大于电网5需求的第一电流的需求数量，该直流汇流装置12汇集与第一电流需求数量一致的第二电流、第三电流以及第四电流生成并网电流。
32.具体实施过程中，在阳光充裕的时候，光伏阵列6受到太阳光照，从而第一光伏板9以及第二光伏板10进行光电效应，产生电能。
33.由于第一光伏板9的有效面积大于第二光伏板10的有效面积，从而由第一光伏板9产生的电能比第二光伏板10产生的电能多，也可以认为第一光伏板9产生的电流比第二光伏板10产生的电流大，第一光伏板9产生的电流会被分配成第一电流、第二电流以及剩余电流，第二光伏板10产生的电流会被分配成第三电流、第四电流以及剩余电流，第一光伏板9产生的剩余电流以及第二光伏板10产生的剩余电流会合并。
34.对于第一光伏板9，连接有第一配流装置7，第一配流装置7包括有以第一电流为标准的电流分配模式以及以第二电流为标准的电流分配模式，以第一电流为标准的电流分配模式为将第一光伏板9产生的电流先扣除第一电流对应数值的电流，扣除后剩余的电流便是剩余电流，以第二电流为标准的电流分配模式为将第一光伏板9产生的电流先扣除第二电流对应数值的电流，扣除后剩余的电流便是剩余电流。
35.对于第二光伏板10，连接第二配流装置8，第二配流装置8包括有以第三电流为标准的电流分配模式以及以第四电流为标准的电流分配模式，以第三电流为标准的电流分配模式为将第二光伏板10产生的电流先扣除第三电流对应数值的电流，扣除后剩余的电流便
是剩余电流，以第四电流为标准的电流分配模式为将第二光伏板10产生的电流先扣除第四电流对应数值的电流，扣除后剩余的电流便是剩余电流，上述的所有的剩余电流都会合流。
36.在第一光伏板9以及第二光伏板10输出电流时，直流滤波装置11会进行滤波，只允许直流电传输，对于第一电流、第二电流、第三电流以及第四电流，上述四个电流通过直流汇流装置12合流之后就是并网电流，通过第一逆变器13将该并网电流转换为交流电，从而再通过电压输出装置14输出交流电压。
37.对于第一光伏板9，分配出的第一电流少于第二电流，对于第二光伏板10，分配出的第三电流少于第四电流，并且，第二电流少于第三电流，第一电流的实际数量大于电网5需求的第一电流的需求数量。
38.进一步的，以第一电流为标准进行合流，每当第一光伏板9产生一个第一电流时自发选择装置17便选择一个第二电流、第三电流、第四电流，便于后期进行合流。
39.在直流汇流装置12将第一电流、第二电流、第三电流、第四电流合流后，配流监测装置会对并网电流进行检测，当检测得到并网电流的数值为正常数值时，可编辑逻辑控制器便输出准许工作的信号并打开输出电路，从而电压输出装置14输出电压。
40.进一步的，对于每个第一光伏板9以及第二光伏板10产生的第一电流、第二电流、第三电流以及第四电流，配流检测装置15还会对第一电流、第二电流、第三电流以及第四电流进行检测，当检测到第一电流、第二电流、第三电流以及第四电流中有任意的一个数值小于标准数值时，自发选择装置17会对该电流对应的光伏板进行标记，并暂时剔除该光伏板。
41.例如，检测到一个第四电流数值小于第四电流对应的标准数值，则自发选择装置17暂时剔除该第四电流对应的光伏板，并选择另一个产生第四电流的光伏板替代，对于其余的电流都能如上述方法进行工作。
42.对于第一电流、第二电流、第三电流以及第四电流的合流，举例说明，第一电流为8个单位的电流，第二电流为4个单位的电流，第三电流为2个单位的电流，第四电流为1个单位的电流，进行一个单位的并网电流需要一个第一电流、两个第二电流、四个第三电流、八个第四电流，当其中一个第四电流不足以进行合流，则选择另一个第四电流加以代替。
43.【实施例二】参考图1
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3。本实施例是在实施例一基础上的进一步延伸，具体在于，本实施例中，该储能模块4包括若干蓄电池组18，该并网模块2还包括可分配电流处理装置19，该可分配电流处理装置19用于收集剩余电流以及超出电网5需求数量的第一、二、三、四电流，该可分配电流处理装置19收集的电流记为备用电流，该可分配电流处理装置19连接该蓄电池组18，该可分配电流处理装置19将备用电流传输至该蓄电池组18中，该蓄电池组18用于提供补偿电流。
44.优选的，该并网模块2还包括输出电压检测装置20以及输出电压补偿装置21，该输出电压检测装置20连接该电压输出装置14，该输出电压补偿装置连接该蓄电池组18，该输出电压检测装置20检测电压输出装置14在存在电网5负载时的输出电压，该输出电压补偿装置根据该输出电压监测装置检测的输出电压利用该蓄电池组18提供补偿电压进行电压缺口的补偿。
45.优选的，该并网模块2还包括第二逆变器22，该第二逆变器22连接该输出电压补偿装置，该第二逆变器22用于将该蓄电池组18提供的作为补偿电流的直流电流转变为交流电
流。
46.优选的，该第一光伏板9数量小于第二光伏板10数量，该第一配流装置7以第一电流为标准的电流分配模式的工作模式数量小于该第一配流装置7以第二流为标准的电流分配模式的工作模式数量；该第二配流装置8以第三电流为标准的电流分配模式的工作模式数量小于该第二配流装置8以第四电流为标准的电流分配模式的工作模式数量。
47.具体实施过程中，由于需要用到的电流数量是低于产生的电流数量的总数的，则存在多余的第一电流、第二电流、第三电流以及第四电流。
48.例如，以第一电流为基准，直流汇流装置12需要20个第一电流，而形式上产生的第一电流的数量为30个，则有10个多余的第一电流，相应的会有一部分多余的第二电流、第三电流以及第四电流，并且，自发选择模块会对各个电流进行数字标记，即给予各个第一电流数字编号，如1、2、3等等。
49.其中，第一电流、第二电流、第三电流、第四电流分别独立进行标记，直流汇流装置12在汇流时会记录各个电流的数字编号，同时，自发选择模块也会记录此次直流汇流装置12汇流的各个电流的编号以及不符合汇流标准的电流的编号，该些多余的第一电流、第二电流、第三电流以及第四电流被自发选择装置17标记为多余的电流。
50.该些多余的电流会通过可分配电流处理装置19收集，并且可分配电流处理装置19还会收集上述的剩余电流，被可分配电流处理装置19收集的电流会传输至蓄电池组18中，从而使得蓄电池组18进行充电，并且，对于那些不符合标准的电流，可分配电流处理装置19也会将其收集至蓄电池组18中。
51.对于电压输出装置14，在输出电压时，由于电线以及输出电压的装置中存在电阻以及一定的负载，电压输出装置14输出的电压会存在一定的电压缺口，从而电压检测装置对输出电压进行检测，并根据检测的结果与需要输出的电压的数值对比计算出电压缺口，从而输出电压补偿装置21通过蓄电池组18进行电压补偿。
52.根据当前电压与电流的换算状况，例如，1个单位的电流能够产生1个单位的电压，则电压补偿装置根据电压缺口从蓄电池组18获取对应单位数量的电流，并输出对应的电压，并通过第二逆变器22将电压转变为交流电压，从而可以补偿输出电压。
53.尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
54.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
55.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。