CN103633725A - 一种ups太阳能供电接入设备及其实现方法 - Google Patents

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高乐天
杜宇
陈新雪
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Abstract

本发明公开了一种UPS太阳能供电接入设备及其实现方法,将新能源的应用引入储能元件等常规控制设备中。它在常规UPS应用中,增加由太阳能发电装置馈电的供电线路,包括太阳能发电装置、电源切换开关及节能控制装置。投入应用时,节能控制装置可采集太阳能发电装置的供电电压等信号,经处理后输出控制指令,按照优先利用太阳能的原则,获得最大的节能效果。本发明实现了常规电站用电的节能优化,也增加了常规用电装置的安全保障手段,为实现常规电站运行效率和太阳能有效应用的同步性提供了一个新的解决方案,从而绕开太阳能发电装置与电网引入的磨合问题,克服现有太阳能利用技术的不足,获得明显的综合节能效果。

Description

一种UPS太阳能供电接入设备及其实现方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种供电接入设备及其实现方法,尤其涉及一种UPS太阳能供电接入设备及其实现方法。
背景技术
[0002] 据统计,全世界约有40%以上的电力能源来自煤炭等化石燃料,在我国,所占比例达70%以上。尽管太阳能等可再生能源在发电能源应用中所占的比例在逐步提高,我国在技术上也已基本成熟,并进入推广应用阶段,但由于太阳能受发电环境、气候和时间的不确定性影响较大,发电量不稳定,将其直接接入电网会对整个电网的运行和安全造成巨大的影响。
[0003] 若因技术资金等原因而对新能源摒弃不用,不利于节能环保与技术发展,但若要想实现太阳能发电并网,就必须要通过耗资巨大的智能电网改造和升级,来解决这些新能源发电机组的直接入网和调度问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种UPS太阳能供电接入设备,它能够将新能源的应用引入储能元件等常规控制设备中,实现太阳能发电与UPS储能的有效结合,提升新能源的利用率和UPS的使用时间及效率。
[0005] 本发明的另一个目的是供一种UPS太阳能供电接入设备的实现方法。
[0006] 为实现本发明的目的所采用的技术方案是:一种UPS太阳能供电接入设备,包括顺次连接的太阳能发电板、控制器、节能控制装置和电源切换开关。
[0007] 所述节能控制单元包括电阻分压器与单片机模块。
[0008] 所述太阳能发电板由多晶硅光伏电池板组成。
[0009] 所述控制器为MPPT系列控制器。
[0010] 所述单片机模块所用单片机为STC12C5A60系列。
[0011] 上述设备的实现方法为:
1)在传统UPS的市电充电器与蓄电池装置间引入太阳能供电接入设备;
2)太阳能板发电电压经控制器整合,达到蓄电池输入电压范围,并引入节能控制装
置;
3)市电电压经变压和充电器AD/DC转换后,引入节能控制装置;
4)节能控制装置对两路引入电压进行比较分析;
5)电源切换开关根据分析结果,切换最优支路为蓄电池供电。
[0012] 本发明在UPS传统市电电源基础上,增加了太阳能供电引入设备,即在常规应用中,增加一段由太阳能发电装置馈电的供电线路。设备投入应用时,节能控制装置可采集太阳能发电装置的供电电压等信号,经过与市电充电电压的对比处理后,输出控制指令,按照优先利用太阳能的原则,获得最大的节能效果。在市电断电时,还可替代市电电源,为UPS供电,再经UPS输出稳定电压,达到增加UPS的使用时间的效果。
附图说明
[0013] 图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0014] 如图1所示,一种UPS太阳能供电接入设备及其实现方法,设备包括顺次连接的太阳能发电板、控制器、节能控制装置和电源切换开关,其实现方法为:
1)在传统UPS的市电充电器与蓄电池装置间引入太阳能供电接入设备;
传统UPS对负载的供电方式主要有两种,一种是市电直接供源,经过输入输出端变压、中间整形滤波等步骤,达到负载所要求的电压输入要求;另一种是蓄电池供源,在市电正常时,市电经过输入端变压,满足充电器输入电压需求,再经充电器进行AD/DC转换,给蓄电池供源,蓄电池在市电断电时,经逆变器和输出端变压模块,达到给负载供电的要求;
2)太阳能板发电电压经控制器整合,达到蓄电池输入电压范围,并引入节能控制装
置;
太阳能发电板由多晶硅光伏电池板组成,控制器为MPPT系列控制器,太阳能发电板和控制器共同构成太阳能发电装置。发电板将太阳的辐射能转换为电能,控制器控制发电板工作状态,整合发电电压范围,对下级的蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用;
3)市电电压经变压和充电器AD/DC转换后,引入节能控制装置;
本发明设备弓I入点在市电充电器与蓄电池之间,使蓄电池的储能来源由单一的市电,变为市电与太阳能的择优选择,使太阳能储能和UPS储能有效合一;
4)节能控制装置对两路引入电压进行比较分析;
节能控制单元包括电阻分压器与单片机模块。电阻分压器利用比例电阻分压原理,实现将两路输入电压等比例缩放,以达到单片机模拟电压输入要求;单片机可采用STC12C5A60系列,包含2路PWM,能够克服市电干扰影响,输入电压经片内高速A/D转换后,实现比较功能,太阳能电池板电压只要达到市电电压的90 %以上,即首选太阳能供源,实现太阳能优先利用;
5)电源切换开关根据分析结果,切换最优支路为蓄电池供电;
选择结果以控制指令形式从节能控制装置输出到电源切换开关中,由切换开关对电路进行切换,实现最优支路供电。
[0015] 本发明实现了太阳能发电与UPS储能的有效结合,增加了常规用电装置的安全保障手段,利用太阳能电源减少了常规电站的厂用电率,为实现常规电站运行效率和太阳能有效应用的同步性提供了一个新的解决方案,绕开了太阳能发电装置与电网引入的磨合问题,克服现有太阳能利用技术的不足,获得明显的综合节能效果。

Claims (6)

1.一种UPS太阳能供电接入设备,其特征在于:设备包括顺次连接的太阳能发电板、控制器、节能控制装置和电源切换开关。
2.如权利要求1所述的供电接入设备,其特征在于:所述节能控制单元包括电阻分压器与单片机模块。
3.如权利要求1所述的供电接入设备,其特征在于:所述太阳能发电板由多晶硅光伏电池板组成。
4.如权利要求1所述的供电接入设备,其特征在于:所述控制器为MPPT系列控制器。
5.如权利要求2所述的供电接入设备,其特征在于:所述单片机模块所用单片机为STC12C5A60 系列。
6.一种UPS太阳能供电接入设备的实现方法,其特征在于:它包括以下步骤: .1)在传统UPS的市电充电器与蓄电池装置间引入太阳能供电接入设备; .2)太阳能板发电电压经控制器整合,达到蓄电池输入电压范围,并引入节能控制装置; .3 )市电电压经变压和充电器AD/DC转换后,引入节能控制装置; .4)节能控制装置对两路引入电压进行比较分析; .5)电源切换开关根据分析结果,切换最优支路为蓄电池供电。
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