CN102751739A - 一种防灾型光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防灾型光伏发电系统，该系统分别连接电网和负载，所述的系统包括光伏阵列、升压直流转换器、充放电装置、蓄电池、并网逆变器、独立开关和并网开关，所述的光伏阵列与升压直流转换器连接，所述的升压直流转换器分别连接充放电装置和并网逆变器，所述的蓄电池与充放电装置连接，所述的并网逆变器依次连接独立开关和并网开关，所述的独立开关与负载连接，所述的并网开关与电网连接，所述的系统还包括控制器，所述的控制器分别连接独立开关和并网开关，控制器分别发送控制信号控制独立开关和并网开关的断开和闭合。与现有技术相比，本发明具有不需要配置切换单元和接口、成本低、稳定性高、结构简单等优点。

Description

一种防灾型光伏发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电系统，尤其是涉及一种防灾型光伏发电系统。
背景技术
如图1-图2所示，防灾型光伏发电系统通常由光伏阵列、升压直流转换器1、充放电装置2、蓄电池4、并网逆变器3和切换单元(自动型和手动型)，或者并网逆变器3和独立型逆变器6的并联系统构成。通常，光伏阵列发出的电力通过并网逆变器提供给负载或者馈入电网，同时，蓄电池工作在充电模式。一旦，停电或者发生灾害电网断电时，对于防灾型光伏发电系统来说，这时必须通过切换单元或者改变逆变器类型从并网模式转换到独立模式运行，使用光伏阵列和蓄电池来给负载提供电力。但是以上方式存在着一些问题：
1)需要配置切换单元，实现控制方式和接口的转换；
2)需要并网逆变器和独立型逆变器双系统，增加了成本；
3)双模式并网逆变器在工作模式自动转换时，需要从并网模式时的电流控制方式转换到独立模式时的电压控制方式，形成过电流，对逆变器和负载造成冲击；
4)双模式并网逆变器在工作模式手动转换时，造成短时间停电；
5)需要负载Ro和特定负载Rs的设定。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单、成本低、稳定性高的防灾型光伏发电系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种防灾型光伏发电系统，该系统分别连接电网和负载，所述的系统包括光伏阵列、升压直流转换器、充放电装置、蓄电池、并网逆变器、独立开关和并网开关，所述的光伏阵列与升压直流转换器连接，所述的升压直流转换器分别连接充放电装置和并网逆变器，所述的蓄电池与充放电装置连接，所述的并网逆变器依次连接独立开关和并网开关，所述的独立开关与负载连接，所述的并网开关与电网连接，其特征在于，所述的系统还包括控制器，所述的控制器分别连接独立开关和并网开关，控制器分别发送控制信号控制独立开关和并网开关的断开和闭合。
所述的独立开关和并网开关均至少设有一个。
所述的独立开关和并网开关均设有两个，所述的并网逆变器的两个输出端分别依次连接一个独立开关和一个并网开关。
所述的独立开关和并网开关均设有一个，所述的并网逆变器的一个输出端依次连接独立开关和并网开关，另一个输出端分别连接电网和负载。
所述的独立开关和并网开关均设有一个，所述的并网逆变器的一个输出端分别连接独立开关和并网开关，另一个输出端分别连接电网和负载。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)不需要配置切换单元和接口；
2)不需要并网逆变器和独立型逆变器双系统，降低了成本；
3)并网逆变器控制方式不需要进行转换，这样并网模式转换到独立模式时，不会形成过电流，对逆变器和负载无冲击；
4)负载可连续供电；
5)光伏阵列和蓄电池双电路供电，系统整体稳定性高；
6)负载单一，系统构成简单。
附图说明
图1为现有防灾型光伏发电系统的一种结构示意图；
图2为现有防灾型光伏发电系统的另一种结构示意图；
图3为本发明防灾型光伏发电系统的一种结构示意图；
图4为本发明防灾型光伏发电系统的第二种结构示意图；
图5为本发明防灾型光伏发电系统的第三种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图3所示，一种防灾型光伏发电系统，该系统分别连接电网5和负载Ro，所述的系统包括光伏阵列、升压直流转换器1、充放电装置2、蓄电池4、并网逆变器3、控制器7、两个独立开关Sa、Sb和两个并网开关S1、S2，所述的光伏阵列与升压直流转换器1连接，所述的升压直流转换器1分别连接充放电装置2和并网逆变器3，所述的蓄电池4与充放电装置2连接，所述的并网逆变器3的一个输出端依次连接独立开关Sa和并网开关S1，另一个输出端依次连接独立开关Sb和并网开关S2，独立开关Sa、Sb分别连接在负载Ro的两端，所述的并网开关S1、S2分别连接在电网5的两端，所述的控制器7分别连接独立开关Sa、Sb和并网开关S1、S2，控制器7发送控制信号relay_2控制独立开关Sa、Sb的断开和闭合，发送控制信号relay_1控制并网开关S1、S2的断开和闭合。
上述防灾型光伏发电系统的工作原理为：
(1)平时状态
首先检测公共连接点的电网侧电压信号，实施同步并网动作，通过控制器发出并网信号relay_1和relay_2，驱动并网开关和独立开关闭合。(如果，独立开关在闭合的状态，只需利用控制器生成relay_1的控制信号)
这里，relay_1是S1和S2的控制信号，relay_2是Sa和Sb的控制信号。
在relay_1＝1和relay_2＝1的时候，S1、S2、Sa和Sb闭合，防灾型分布式电源和电网并网，给负载提供电力或者馈入电网。
(2)停电和灾害状态
停电和灾害状态导致电网断开时，本实施例的防灾型光伏发电系统利用孤岛检测，产生脱网信号，断开并网开关。具体动作如下：
控制器输出relay_1＝0的信号，断开并网开关S1和S2。这时，电网从防灾型光伏发电系统中脱离。
电网从防灾型光伏发电系统中脱离的同时，防灾型光伏发电系统不需要停止继续运行。这时，防灾型分布式电源作为交流电压源一样给负载继续供电。
如果想让防灾型分布式电源也停止，只需简单的通过控制器输出relay_1和relay_2信号，让relay_1＝0和relay_2＝0。
(3)并网逆变器故障状态
并网逆变器故障状态时，控制器输出relay_2＝0的信号，断开独立开关Sa和Sb，这时并网逆变器从防灾型光伏发电系统中脱离。
电网正常状态时，继续给负载供电。
电网故障状态时，控制器输出relay_1＝0的信号，断开并网开关S1和S2。
实施例2
如图4所示，与实施例1类似，不同之处在于，本实施例防灾型光伏发电系统设有一个独立开关Sa和一个并网开关S1，所述的并网逆变器3的一个输出端依次连接独立开关Sa和并网开关S1，另一个输出端分别连接电网5和负载Ro。
上述防灾型光伏发电系统的工作原理为：
(1)平时状态
首先检测公共连接点的电网侧电压信号，实施同步并网动作，通过控制电路发出并网信号relay_1和relay_2，驱动并网开关和独立开关闭合。(如果，独立开关在闭合的状态，只需利用控制器生成relay_1的控制信号)
这里，relay_1是S1的控制信号，relay_2是Sa的控制信号。
在relay_1＝1和relay_2＝1的时候，S1和Sa闭合，防灾型分布式电源和电网并网，给负载提供电力或者馈入电网。
(2)停电和灾害状态
停电和灾害状态导致电网断开时，本实施例的防灾型光伏发电系统利用孤岛检测，产生脱网信号，断开并网开关。具体动作如下：
控制器输出relay_1＝0的信号，断开并网开关S1。这时，电网从防灾型光伏发电系统中脱离。
电网从防灾型光伏发电系统中脱离的同时，防灾型光伏发电系统不需要停止继续运行。这时，防灾型分布式电源作为交流电压源一样给负载继续供电。
如果想让防灾型分布式电源也停止，只需简单的通过控制器输出relay_1和relay_2信号，让relay_1＝0和relay_2＝0。
(3)并网逆变器故障状态
并网逆变器故障状态时，控制器输出relay_2＝0的信号，断开独立开关Sa，这时并网逆变器从防灾型光伏发电系统中脱离。
电网正常状态时，继续给负载供电。
电网故障状态时，控制器输出relay_1＝0的信号，断开并网开关S1。
实施例3
如图5所示，与实施例1类似，不同之处在于，本实施例防灾型光伏发电系统设有一个独立开关Sa和一个并网开关S1，所述的并网逆变器3的一个输出端分别连接独立开关Sa和并网开关S1，另一个输出端分别连接电网5和负载Ro。
上述防灾型光伏发电系统的工作原理为：
(1)平时状态
首先检测公共连接点的电网侧电压信号，实施同步并网动作，通过控制电路发出并网信号relay_1和relay_2，驱动并网开关和独立开关闭合。(如果，独立开关在闭合的状态，只需利用控制器生成relay_1的控制信号)
这里，relay_1是S1的控制信号，relay_2是Sa的控制信号。
在relay_1＝1和relay_2＝1的时候，S1和Sa闭合，防灾型分布式电源和电网并网，给负载提供电力或者馈入电网。
(2)停电和灾害状态
停电和灾害状态导致电网断开时，本实施例的防灾型光伏发电系统利用孤岛检测，产生脱网信号，断开并网开关。具体动作如下：
控制器输出relay_1＝0的信号，断开并网开关S1。这时，电网从防灾型光伏发电系统中脱离。
电网从防灾型光伏发电系统中脱离的同时，防灾型光伏发电系统不需要停止继续运行。这时，防灾型分布式电源作为交流电压源一样给负载继续供电。
如果想让防灾型分布式电源也停止，只需简单的通过控制器输出relay_1和relay_2信号，让relay_1＝0和relay_2＝0。
(3)并网逆变器故障状态
并网逆变器故障状态时，控制器输出relay_2＝0的信号，断开独立开关Sa，这时防灾型光伏发电系统和负载脱离。

Claims (5)

1.一种防灾型光伏发电系统，该系统分别连接电网和负载，所述的系统包括光伏阵列、升压直流转换器、充放电装置、蓄电池、并网逆变器、独立开关和并网开关，所述的光伏阵列与升压直流转换器连接，所述的升压直流转换器分别连接充放电装置和并网逆变器，所述的蓄电池与充放电装置连接，所述的并网逆变器依次连接独立开关和并网开关，所述的独立开关与负载连接，所述的并网开关与电网连接，其特征在于，所述的系统还包括控制器，所述的控制器分别连接独立开关和并网开关，控制器分别发送控制信号控制独立开关和并网开关的断开和闭合。
2.根据权利要求1所述的一种防灾型光伏发电系统，其特征在于，所述的独立开关和并网开关均至少设有一个。
3.根据权利要求2所述的一种防灾型光伏发电系统，其特征在于，所述的独立开关和并网开关均设有两个，所述的并网逆变器的两个输出端分别依次连接一个独立开关和一个并网开关。
4.根据权利要求2所述的一种防灾型光伏发电系统，其特征在于，所述的独立开关和并网开关均设有一个，所述的并网逆变器的一个输出端依次连接独立开关和并网开关，另一个输出端分别连接电网和负载。
5.根据权利要求2所述的一种防灾型光伏发电系统，其特征在于，所述的独立开关和并网开关均设有一个，所述的并网逆变器的一个输出端分别连接独立开关和并网开关，另一个输出端分别连接电网和负载。
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