CN103574477A - 基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统 - Google Patents

基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，它包括一室外照明装置，一光伏并网发电系统及一公共电网，所述光伏并网发电系统中的光伏组件安装于所述室外照明装置上，所述室外照明装置通过一输配电线路系统与所述公共电网连接，通过所述公共电网为室外照明装置供电；所述光伏并网发电系统通过所述输配电线路系统与所述公共电网及室外照明装置连接，为所述公共电网和室外照明装置供电。其有益效果在于：本发明将太阳能光伏并网发电系统与室外照明系统相结合，在白天通过光伏并网发电系统发电并将电量供给电网，晚上通过公共电网为路灯等室外照明装置供电，可有效节省电网消耗的电量。

Description

基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统
【技术领域】
本发明涉及照明系统，特别涉及一种基于太阳能光伏并网发电的路灯、广场灯等室外照明系统。
【背景技术】
随着经济的发展、社会的进步，电能的消耗越来越大，传统的火电需要燃烧煤、石油等化石燃料，一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。针对上述问题人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能，而将太阳能转为电能的装置即为太阳能光伏发电系统。
在节能环保的大趋势下，新能源光伏发电应用是也越来越广泛，太阳能光伏并网发电更是呈现一种逐渐替代部分传统发电的趋势，用以解决地广人稀、交通不便而无法进行电网覆盖的僻远地区，然而，尽管如此，太阳能光伏发电由于自身的局限性，导致其应用也具有一定的局限性，随着太阳能光伏发电技术趋于成熟，有效解决太阳能光伏发电应用的局限性及合理推广太阳能的应用已成为当前一个亟待解决问题。
【发明内容】
本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统。该室外照明装置可在白天通过光伏并网发电系统发电并将电量供给电网，晚上通过电网为路灯等室外照明装置供电，可有效节省电网消耗的电量。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，它包括
一室外照明装置，一光伏并网发电系统及一公共电网，所述光伏并网发电系统中的光伏组件安装于所述室外照明装置上，所述室外照明装置通过一输配电线路系统与所述公共电网连接，通过所述公共电网为室外照明装置供电；所述光伏并网发电系统通过所述输配电线路系统与所述公共电网及室外照明装置连接，为所述公共电网和室外照明装置供电。
下面对上述技术方案进一步阐述：
还包括一用于对所述室外照明装置工作状况及光伏并网发电系统发电状态进行监控，并能对所述室外照明装置进行调控的后台监控服务器，所述室外照明装置及光伏并网发电系统通过一智能网关与所述后台监控服务器信号连接。
所述输配电线路系统包括输配电线路及配电箱，所述配电箱内安装有一用于计量室外照明装置耗电量及光伏并网发电系统发电量的双向电表。
所述光伏并网发电系统包括光伏组件、光伏并网微逆变器，所述光伏组件与所述光伏并网微逆变器连接，所述光伏并网微逆变器通过输配电线路系统与所述公共电网连接。
所述室外照明装置具有一智能接口，所述智能接口与通过所述智能网关连接至所述后台监控服务器。
所述光伏并网微逆变器具有一通讯模块，所述通讯模块通过所述智能网关连接至所述后台监控服务器。
本发明的有益效果在于：本发明将太阳能光伏并网发电系统与室外照明装置相结合，利用光伏组件和光伏并网微逆变器，实现路灯系统的“零排放”，在室外照明装置系（如路灯）上安装合适的与路灯功耗匹配的光伏组件，根据光伏组件的功率，在路灯上选择安装相应的光伏并网微逆变，光伏并网发电系统与路灯的输配电线路系统（路灯的供电线路）相连，通过路灯的输配电线路向路灯及公共电网供电，一般情况下，白天有阳光的时候，各路灯上的光伏并网发电系统在工作，通过路灯供电线路向电网供电，发电量与线路过载量匹配，配电箱按要求安装双向电表，这样就能实现路灯系统零排放，即白天发电，晚上路灯耗电，双向电表如实记录该系统发耗电情况，节能环保。此外，还将室外照明装置及光伏并网发电系统通过无线或有限连接方式连接至一后台监控服务器，通过后台监控服务器对路灯和光伏发电的情况及时的监控，并能对有智能接口功能的路灯进行调控，其操作控制方便，具有较强的实用性。
【附图说明】
图1为本发明系统安装的结构示意图；
图2为本发明系统的原理方框图；
图3为本发明中光伏并网发电系统的系统框图；
图中：室外照明装置1；光伏并网发电系统2；光伏组件21；光伏并网微逆变器22；DSP主控模块221；输入滤波模块222；DC/DC转换模块223；DC/AC转换模块224；输出滤波模块225；控制电源226；通讯模块227；公共电网3；输配电线路4；配电箱5；后台监控服务器6；智能网关7；智能接口8。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参照图1至图2所示，本发明揭示了一种基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，该室外照明装置1可在白天通过光伏并网发电系统2发电并将电量供给电网，晚上通过电网为路灯等室外照明装置1供电，可有效节省电网消耗的电量。它包括
一室外照明装置1，一光伏并网发电系统2及一公共电网3，所述室外照明装置1可以是道路路灯、广场灯等等；所述光伏并网发电系统2中的光伏组件21安装于所述室外照明装置1上（例如安装于路灯支架上），所述室外照明装置1通过一输配电线路4系统与所述公共电网3连接，通过所述公共电网3为室外照明装置1供电；所述光伏并网发电系统2通过所述输配电线路4系统与所述公共电网3及室外照明装置1连接，为所述公共电网3和室外照明装置1供电，在白天时间段内，光伏并网发电系统2工作，将太阳能转化成电能并输送至公共电网3，在夜晚时间段内，再通电网为路灯等室外照明装置1供电，相当于将公共电网3作为蓄电池，白天对其进行充电，而在夜间则利用该充有电的蓄电池为路灯供电，如此循环，将太阳能转为为公共电网3的部分电能，在将这部分电能供给路灯等室外照明装置1，极大的节省了公共电网3的能耗。
此外，本发明的基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统还包括一用于对所述室外照明装置1工作状况及光伏并网发电系统2发电状态进行监控，并能对所述室外照明装置进行调控的后台监控服务器6，所述室外照明装置1及光伏并网发电系统2与所述后台监控服务器6信号连接；具体的，室外照明装置1及光伏并网发电系统2可通过无线、485通讯接口、电力载波等方式与一智能网关7连接，后台监控服务器6连接至该智能网关7，由此实现室外照明装置1及光伏并网发电系统2与后台监控服务器6之间的信号的连接。本实施例中，室外照明装置1具有一智能接口8，所述智能接口8与通过所述智能网关7连接至所述后台监控服务器6，通过所述后台监控服务器6对路灯等室外照明装置1工作状态进行监控，并通过智能接口8实现对路灯等室外照明装置1进行调控。
所述输配电线路4系统包括输配电线路4及配电箱5，所述配电箱5内安装有一用于计量室外照明装置1耗电量及光伏并网发电系统2发电量的双向电表。
参照图3所示，所述光伏并网发电系统2包括光伏组件21、光伏并网微逆变器22（含MPPT控制器及并网逆变电路），光伏并网微逆变器22指输出功率小于1000W的光伏并网逆变器；所述光伏组件21与所述光伏并网微逆变器22，所述光伏并网微逆变器22通过输配电线路4系统与所述公共电网3连接，光伏组件21将太阳能转成电能，再通过光伏并网微逆变器22将直流转化成交流输送至公共电网3。即光伏并网发电系统2利用光伏组件21将太阳能转化为直流电能，再利用光伏并网微逆变器22将不稳定的直流电能转化为与公共电网3同频、同相位的交流电来并网，向公共电网3发送电能。
具体的，所述光伏并网微逆变器22包括输入滤波模块222、DC/DC转换模块223、DC/AC转换模块224、输出滤波模块225、控制电源226及DSP主控模块221，其中，输入滤波模块222、DC/DC转换模块223、DC/AC转换模块224及输出滤波模块225依次电性连接，DC/DC转换模块223及DC/AC转换模块224与DSP主控模块221电性连接，DSP主控模块221采集DC/DC转换模块223及DC/AC转换模块224上的电信号，并对DC/DC转换模块223及DC/AC转换模块224进行控制，输入滤波模块222电性连接于控制电源226的输入端，控制电源226的输出端电性连接于DSP主控模块221，为DSP主控模块221供电，光伏组件21输出的电能经输入滤波模块222滤波后，输入至DC/DC转换模块223及DC/AC转换模块224转成交流，最终通过输出滤波模块225滤波后经输配电线路4、电配箱5输送至公共电网3。此外，DSP主控模块221还电性连接有一通讯模块227，所述通讯模块227与所述智能网关7信号连接，实现与后台监控服务器6通讯。
光伏并网微逆变器22整个电能的变换和传递过程，是利用DC/DC和DC/AC两级电能质量变换来实现的，整个光伏并网微逆变器22的控制方式是通过全部数字化控制方式，由DSP主控模块221来采集各项电压、电流信号，并生成驱动主电路的PWM信号来完成，且符合国家光伏逆变并网安全的标准。
光伏并网微逆变器22充分利用在同等光照条件的光伏阵列所能提供的最大功率，在每一个光伏并网微逆变器装置控制系统中进行了最大功率点跟踪(MPPT)。同时对并入的市电进行采样，使逆变交流电同期并入电网，而且通过光伏并网微逆变器22中通讯模块227及智能网关7实现与后台监控服务器6的通讯及对光伏并网发电系统2进行监控。本发明中光伏并网发电系统为现有技术，在此不作详细描述。
综上所示，本发明将太阳能光伏并网发电系统2与室外照明装置相结合，利用光伏组件21和光伏并网微逆变器22，可实现路灯系统的“零排放”，在具体配置及安装时，在室外照明装置1（如路灯）上安装合适的与路灯功耗匹配的光伏组件21，根据光伏组件21的功率，在路灯上选择安装相应的光伏并网微逆变，光伏并网发电系统2与路灯的输配电线路4系统（路灯的供电线路）相连，通过路灯的供电线路向路灯及电网供电，一般情况下，白天有阳光的时候，各路灯上的光伏并网发电系统2在工作，通过路灯输配电线路向电网供电，发电量与线路过载量匹配，配电箱5按要求安装双向电表，这样就能实现路灯系统零排放，即白天发电，晚上路灯耗电，双向电表如实记录该系统发耗电情况，节能环保。此外，还将室外照明装置1及光伏并网发电系统2通过无线或有限连接方式连接至一后台监控服务器6，通过后台监控服务器6对路灯和光伏发电的情况及时的监控，并能对有智能接口8功能的路灯进行调控，其操作控制方便，具有较强的实用性。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，其特征在于：它包括
一室外照明装置，一光伏并网发电系统及一公共电网，所述光伏并网发电系统中的光伏组件安装于所述室外照明装置上，所述室外照明装置通过一输配电线路系统与所述公共电网连接，通过所述公共电网为室外照明装置供电；所述光伏并网发电系统通过所述输配电线路系统与所述公共电网及室外照明装置连接，为所述公共电网和室外照明装置供电。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，其特征在于：还包括一用于对所述室外照明装置工作状况及光伏并网发电系统发电状态进行监控，并能对所述室外照明装置进行调控的后台监控服务器，所述室外照明装置及光伏并网发电系统通过一智能网关与所述后台监控服务器信号连接。
3.根据权利要求1所述的基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，其特征在于：所述输配电线路系统包括输配电线路及配电箱，所述配电箱内安装有一用于计量室外照明装置耗电量及光伏并网发电系统发电量的双向电表。
4.根据权利要求1所述的基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，其特征在于：所述光伏并网发电系统包括光伏组件及光伏并网微逆变器，所述光伏组件与所述光伏并网微逆变器电性连接，所述光伏并网微逆变器通过输配电线路系统与所述公共电网连接。
5.根据权利要求书2所述的基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，其特征在于：所述光伏并网微逆变器包括输入滤波模块、DC/DC转换模块、DC/AC转换模块、输出滤波模块、控制电源及DSP主控模块，其中，输入滤波模块、DC/DC转换模块、DC/AC转换模块及输出滤波模块依次电性连接，DC/DC转换模块及DC/AC转换模块与DSP主控模块电性连接，输入滤波模块通过控制电源与DSP主控模块电性连接，为DSP主控模块供电。
6.根据权利要求书2所述的基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，其特征在于：所述室外照明装置具有一智能接口，所述智能接口通过所述智能网关连接至所述后台监控服务器。
7.根据权利要求书4所述的基于太阳能光伏并网发电的室外照明系统，其特征在于：所述光伏并网微逆变器还包括一通讯模块，所述通讯模块通过所述智能网关连接至所述后台监控服务器。
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