CN103595074B - 一种智能离并网逆变器一体化运行的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，包括：智能离并网一体化逆变器；接收光伏电能板直流的直流控制电路；对电能进行储存的储能装置；对电能输出进行控制的输出控制电路；对用户发用电进行计量的发用电计量单元；输出控制电路与外部用户负荷相连，直流控制电路与外部光伏板相连；智能离并网逆变器通过WiFi与户用本地监控设备连接，实时监控系统的电量信息。该发明通过智能离并网一体化逆变器使用高度优化的逆变电路，使离并网功能共用部分功率电路，减少了功能部件和电器连线降低了硬件成本，提高了光伏发电的可靠性和易用性，增强了光伏用电的可靠性，同时也提高了光伏发电的效果和经济效益。

Description

一种智能离并网逆变器一体化运行的系统
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，更具体的说，是涉及一种智能离并网逆变器一体化运行的系统。
背景技术
随着材料技术的发展，光伏太阳能的应用渐渐在普通家庭用户中开展。户用光伏应用主要分为离网自发自用型、并网发电型、混合型等类型，其中：请参阅附图1，为现有技术中离网自发自用型应用示意图，主要是将太阳能发电就地消纳，该类型寿光照条件约束较大，在无光条件或夜间很难为用户提供持续电力；请参阅附图2，为现有技术中并网发电型应用示意图，主要是将本地光伏发电完全并连接入公共电网，该类型本地用户仅获得经济收益，不能解决本地自身用电，受电价政策影响较大；对于混合型应用解决了上述两种类型的不足，在用户本地安装离网并网两组设备，但由于现阶段两种应用的简单集成受技术制约，在该类型上遇到了智能自动配电等实际问题，同时整体经济投入比较大，且回收期很长。
因此，提高光伏发电的可靠性和易用性，增强光伏用电的可靠性，提高光伏发电的效果和经济效益，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，以克服现有技术中由于离网逆变器、并网逆变器在并联使用时设计冗余、安装复杂、控制不便导致的光伏发电的可靠性和易用性，以及光伏发电的效果和经济效益降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，包括：
智能离并网一体化逆变器；
与所述智能离并网一体化逆变器相连，接收光伏电能板直流的直流控制电路；
与所述直流控制电路相连，对电能进行储存的储能装置；
与所述智能离并网一体化逆变器相连，对电能输出进行控制的输出控制电路；
与所述输出控制电路相连，对用户发用电进行计量的发用电计量单元；
所述输出控制电路与外部用户负荷相连，所述直流控制电路与外部光伏板相连；
所述智能离并网逆变器通过WiFi与户用本地监控设备连接，实时监控所述系统的电量信息。
其中，所述发用电计量单元与外部220V/380V电网连接。
其中，所述户用本地监控设备通过以太网与电力运行监控中心进行数据交互。
其中，所述储能装置为锂电储能装置，将部分电能进行储存。
其中，所述智能离并网逆变器还可通过有线网络与户用本地监控设备连接，实时监控所述系统的电量信息。
其中，所述直流控制电路采用降压模式将所述外部光伏板的电能变换成稳定的电压电流为所述储能装置进行充电。
其中，所述发用电计量单元为双向数字电能计量单元，可监控电路实时上传双向电路数据。
其中，所述智能离并网逆变器内部设置有工作模式控制、发用电状态监测和通讯功能的内置控制器。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，包括：智能离并网一体化逆变器；与智能离并网一体化逆变器相连，接收光伏电能板直流的直流控制电路；与直流控制电路相连，对电能进行储存的储能装置；与智能离并网一体化逆变器相连，对电能输出进行控制的输出控制电路；与输出控制电路相连，对用户发用电进行计量的发用电计量单元；输出控制电路与外部用户负荷相连，直流控制电路与外部光伏板相连；智能离并网逆变器通过WiFi与户用本地监控设备连接，实时监控系统的电量信息。该发明通过智能离并网一体化逆变器使用高度优化的逆变电路，使离并网功能共用部分功率电路，减少了功能部件和电器连线降低了硬件成本，提高了光伏发电的可靠性和易用性，增强了光伏用电的可靠性，同时也提高了光伏发电的效果和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中离网自发自用型应用示意图；
图2为现有技术中并网发电型应用示意图；
图3为本发明实施例公开的一种智能离并网逆变器一体化运行的系统结构示意图；
图4为本发明实施例公开的直流控制电路框图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：
离网：光伏太阳能发电系统不接入公共电网独立运行的工作状态，系统发电能供本地负荷使用。
并网：光伏太阳能发电系统接入公共电网运行的工作状态。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，包括：智能离并网一体化逆变器；与智能离并网一体化逆变器相连，接收光伏电能板直流的直流控制电路；与直流控制电路相连，对电能进行储存的储能装置；与智能离并网一体化逆变器相连，对电能输出进行控制的输出控制电路；与输出控制电路相连，对用户发用电进行计量的发用电计量单元；输出控制电路与外部用户负荷相连，直流控制电路与外部光伏板相连；智能离并网逆变器通过WiFi与户用本地监控设备连接，实时监控系统的电量信息。该发明通过智能离并网一体化逆变器使用高度优化的逆变电路，使离并网功能共用部分功率电路，减少了功能部件和电器连线降低了硬件成本，提高了光伏发电的可靠性和易用性，增强了光伏用电的可靠性，同时也提高了光伏发电的效果和经济效益。
请参阅附图3，为本发明实施例公开的一种智能离并网逆变器一体化运行的系统结构示意图。本发明实施例公开了一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，该系统具体结构包括：智能离并网一体化逆变器101；与智能离并网一体化逆变器101相连，接收光伏电能板直流的直流控制电路102；与直流控制电路102相连，对电能进行储存的储能装置103；与智能离并网一体化逆变器101相连，对电能输出进行控制的输出控制电路104；与输出控制电路104相连，对用户发用电进行计量的发用电计量单元105；其中，输出控制电路104与外部用户负荷相连，直流控制电路102与外部光伏板相连；智能离并网一体化逆变器101通过WiFi与户用本地监控设备连接，实时监控系统的电量信息。具体的，请参见附图3所示。
本发明通过智能离并网一体逆变器，将离网发电和并网发电的功能集成在一起，通过统一的电路解决了现有离网逆变器、并网逆变器的并联使用时设计冗余、安装复杂、控制不便等问题；本发明采用了含有可编程控制算法的MCU芯片，可对公共电网、光伏发电设备发电、用户设备用电等电气状态进行实时检测、分析、统计，并根据预设发用电策略以及发用电电价政策结合实时光照条件进行综合判断，最终自动调整发用电出力，为用户实现光伏发电的最大利益；同时也使得电力运营监控中心远程监控和管理的辖区内用户的分布式户用光伏发电设备。
本发明整体外观采用高度集成理念，设备所有部件均一体化设计在机箱内部，设备外部设计有标准接口与光伏板、户用负荷、公共电网相连的接口，简化了集成复杂度和设计难度
本发明中的发用电计量模块可对本地发电、本地自发自用、本地用电等发用电电量进行计量，并将数据通过无线/有线网络上传至电力运营监控中心进行计费结算。极大地方便了新能源发电结算，有效促进系能源在普通家庭用户的推广。
请参阅附图3，优选的，所述发用电计量单元与外部220V/380V电网连接。上述所述户用本地监控设备通过以太网与电力运行监控中心进行数据交互。
优选的，所述储能装置为锂电储能装置，将部分电能进行储存。锂电池比较轻便，方便用户使用。
其中，所述智能离并网逆变器还可通过有线网络与户用本地监控设备连接，实时监控所述系统的电量信息。
其中，所述直流控制电路采用降压模式将所述外部光伏板的电能变换成稳定的电压电流为所述储能装置进行充电。如图4所示，为本发明实施例公开的直流控制电路框图，该电路分为两种工作模式储能模式和PV模式两种。储能模式是优先将光伏能源存储至储能锂电池中，如有过剩的光伏能源再由逆变电路发电供用户负载或公共电网使用；PV模式是优先将光伏能源通过逆变发电使用。通过工作模式的调节实际调整系统的整体效率和光伏能源使用方式。
其中，所述发用电计量单元为双向数字电能计量单元，可监控电路实时上传双向电路数据，可作为计费依据使用。
其中，所述智能离并网逆变器内部设置有工作模式控制、发用电状态监测和通讯功能的内置控制器。内部控制器具有工作模式控制、发用电状态检测和通讯功能，根据不同发用电和设备的状态控制逆变电路切换工作模式。其可以通过无线方式与本地户用能源监控设备通讯，上传发用电数据信息，同时接受用户的控制指令（如，工作模式转换等）。经以太网将发用电计量、工作状态能数据上传电力运营公司，同时接受电力运营控制平台的出力调节调度和发用电电价等信息的指导。此外，可以通过通讯电路接受用户本地或者电力运营公司的远程调度指导，表1是各工作模式状态表。
表1
本发明是一个应用于普通用户的光伏发电综合接入管理系统，其降低了了户用光伏太阳能发电系统离网/并网设备复杂程度、设计施工难度和成本，提高了光伏发电经济效果，简化了日常用户对光伏发电设备的操作，便捷了电力运营商对新能源发用电计量结算和区域管理指导。
综上所述：本发明公开了一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，包括：智能离并网一体化逆变器；与智能离并网一体化逆变器相连，接收光伏电能板直流的直流控制电路；与直流控制电路相连，对电能进行储存的储能装置；与智能离并网一体化逆变器相连，对电能输出进行控制的输出控制电路；与输出控制电路相连，对用户发用电进行计量的发用电计量单元；输出控制电路与外部用户负荷相连，直流控制电路与外部光伏板相连；智能离并网逆变器通过WiFi与户用本地监控设备连接，实时监控系统的电量信息。该发明通过智能离并网一体化逆变器使用高度优化的逆变电路，使离并网功能共用部分功率电路，减少了功能部件和电器连线降低了硬件成本，提高了光伏发电的可靠性和易用性，增强了光伏用电的可靠性，同时也提高了光伏发电的效果和经济效益。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种智能离并网逆变器一体化运行的系统，其特征在于，包括：
智能离并网逆变器，其中，所述智能离并网逆变器内部设置有工作模式控制、发用电状态监测和通讯功能的内置控制器；所述内置控制器用于根据不同发用电和设备的状态控制逆变电路切换工作模式、通过无线方式与本地户用能源监控设备通讯，上传发用电数据信息、接收用户的控制指令；
与所述智能离并网逆变器相连，接收光伏电能板直流的直流控制电路；
与所述直流控制电路相连，对电能进行储存的储能装置；
与所述智能离并网逆变器相连，对电能输出进行控制的输出控制电路；
与所述输出控制电路相连，对用户发用电进行计量的发用电计量单元；
所述输出控制电路与外部用户负荷相连，所述直流控制电路与外部光伏板相连；
所述智能离并网逆变器通过WiFi与户用本地监控设备连接，实时监控所述系统的电量信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发用电计量单元与外部220V/380V电网连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述户用本地监控设备通过以太网与电力运行监控中心进行数据交互。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能装置为锂电储能装置，将部分电能进行储存。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能离并网逆变器还可通过有线网络与户用本地监控设备连接，实时监控所述系统的电量信息。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流控制电路采用降压模式将所述外部光伏板的电能变换成稳定的电压电流为所述储能装置进行充电。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发用电计量单元为双向数字电能计量单元，可监控电路实时上传双向电路数据。
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