CN103633727A - 混合电力光伏储能系统逆控一体机 - Google Patents

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朱昌亚
王永宽
万华超
艾攀红
洪光岱
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Abstract

本发明公开了一种混合电力光伏储能系统逆控一体机,它主要由CPU模块、光伏充电模块、电池、升压模块、逆变模块、滤波模块、逆变输出电流传感器、电网电流传感器和两个逆变侧继电器构成,所述CPU模块检测到PV电压和电池电压后,启动光伏充电模块充电,CPU模块检测到电池容量达到设定值时,将逆变侧继电器闭合,使逆变模块与电网连接,与此同时,CPU模块根据负载功率与充电功率来调节逆变模块的输出功率。混合电力光伏储能系统逆控一体机主要将太阳能存储在电池中,并在电池容量足时,可以直接由该系统给家用电器供电,在能量多余的情况下可以通过逆变器将太阳能转化为市电,送入电网,产生经济效益,具有节能环保的特点。

Description

混合电力光伏储能系统逆控一体机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种光伏储能系统,具体是一种混合电力光伏储能系统逆控一体机。背景技术
[0002] 国家知识产权局于2012年8月I日公开了公开号为CN202364159U,专利名称为光伏储能装置的实用新型专利,它包括直流母线,其与多个模块相连以完成各个模块之间的能量传递;光伏单元,用于向直流母线输出光伏能;双向变换器,双向变换器将一外部电池与直流母线双向能量交互连接,双向变换器用于将外部电池中的电能通过直流母线对外输出,或利用来自直流母线中的能量向电池充电;逆变器将电网与直流母线双向交互连接,逆变器完成AC-DC变换将电网中的电能通过直流母线对外输出,或完成DC-AC变换将直流母线中的能量传递至电网,逆变器上还连接有多个负载,逆变器通过能量转换向负载进行能量输出。
[0003] 上述技术方案与本专利存在实质性区别。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种节能环保的混合电力光伏储能系统逆控一体机。
[0005] 为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
混合电力光伏储能系统逆控一体机,它主要由CPU模块、光伏充电模块、电池、升压模块、逆变模块、滤波模块、逆变输出电流传感器、电网电流传感器和两个逆变侧继电器构成,所述光伏充电模块同时与电池和升压模块电连接,升压模块与逆变模块电连接,逆变模块与滤波模块电连接,滤波模块通过逆变侧继电器与电网和负载电连接;所述CPU模块检测到PV电压和电池电压后,启动光伏充电模块充电,CPU模块检测到电池容量达到设定值时,将逆变侧继电器闭合,使逆变模块与电网连接,与此同时,CPU模块利用逆变输出电流传感器、电网电流传感器分别采集逆变输出电流和电网电流,依据逆变输出电流和电网电流求出当前的负载功率,根据负载功率与充电功率来调节逆变模块的输出功率。
[0006] 混合电力光伏储能系统逆控一体机,还包括AC充电模块和充电控制用继电器,所述AC充电模块的输出端与电池电连接,所述AC充电模块的输入端通过充电控制用继电器与交流电源连接,所述CPU模块对充电控制用继电器进行开关控制。
[0007] 所述电网侧还设有两个常闭型继电器,两个常闭型继电器与所述CPU模块电连接,所述CPU模块在电网出现故障时,将常闭型继电器切断;所述两个逆变侧继电器采用常开型继电器。
[0008] 所述光伏充电模块采用BUCK电路的结构形式,并且具有MPPT功能。
[0009] 所述升压模块采用推挽式的升压电路。
[0010] 所述逆变模块采用H全桥式逆变电路。
[0011] 所述常闭型继电器的切断时间< 10ms。
[0012] 本发明的有益效果:混合电力光伏储能系统逆控一体机主要将太阳能存储在电池中,并在电池容量足时,可以直接由该系统给家用电器供电,在能量多余的情况下可以通过逆变器将太阳能转化为市电,送入电网,产生经济效益,具有节能环保的特点。
附图说明[0013] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
图1为本发明的电原理图。
[0014] 图中:1、CPU模块;2、光伏充电模块;3、电池;4、升压模块;5、逆变模块;6、逆变输出电流传感器;7、电网电流传感器;8、AC充电模块;9、负载;10、电网;11、滤波模块。
具体实施方式
[0015] 如图1所不,混合电力光伏储能系统逆控一体机,它主要由CPU模块1、光伏充电模块2、电池3、升压模块4、逆变模块5、滤波模块11、逆变输出电流传感器6、电网电流传感器
7、逆变侧继电器Kl和逆变侧继电器K2构成,所述光伏充电模块2采用BUCK电路的结构形式,并且具有MPPT功能。所述升压模块4采用推挽式的升压电路。所述逆变模块5采用H全桥式逆变电路。所述光伏充电模块2同时与电池3和升压模块4电连接,升压模块4与逆变模块5电连接,逆变模块5与滤波模块11电连接,滤波模块11通过逆变侧继电器Kl和逆变侧继电器K2与电网和负载9电连接;所述CPU模块I检测到PV电压和电池电压后,启动光伏充电模块2充电,CPU模块I检测到电池容量达到设定值时,将逆变侧继电器K1、和逆变侧继电器K2闭合,使逆变模块与电网10连接,与此同时,CPU模块I利用逆变输出电流传感器6、电网电流传感器7分别采集逆变输出电流和电网电流,依据逆变输出电流和电网电流求出当前的负载功率,根据负载功率与充电功率来调节逆变模块5的输出功率。
[0016] 混合电力光伏储能系统逆控一体机,还包括AC充电模块8和充电控制用继电器K5,所述AC充电模块的输出端与电池电连接,所述AC充电模块的输入端通过充电控制用继电器与交流电源连接,所述CPU模块对充电控制用继电器进行开关控制。所述电网侧还设有常闭型继电器K3和常闭型继电器K4,常闭型继电器K3和常闭型继电器K4与所述CPU模块电连接,所述CPU模块在电网出现故障时,将常闭型继电器K3和常闭型继电器K4切断;所述逆变侧继电器Kl和逆变侧继电器K2采用常开型继电器。
[0017] 本发明在并网工作时需要同时采集逆变输出电流和电网侧电流,通过矢量和求出当前负载的功率,Pload (负载功率)=Pout (逆变器输出功率)-Pgrid (电网功率),根据Pload与Pcharge (充电功率)比较来调节Pout,以下为并网时的几种工作输出状态:
1、当 Pload ^ Pcharge 且 SOC ^ Y, Pout=Pcharge ;
2、当Pload ^ Pcharge且SOC < Y,Pout=Pload,其余部分用于给电池充电;3、当P额(逆变器额定功率)> Pload > Pcharge 且 SOC ^ Y, Pout=Pload ;
4、当逆?额> Pload > Pcharge且SOC < Y,逆变器停止并网,负载所需能量由电网提
供;
5、当P额≤Pload且SOC≥Y,Pout=P额,其余负载所需能量由电网提供;
6、当P额≤Pload, SOC < Y,逆变器停止并网,负载所需能量由电网提供;
当电网出现故障时,将迅速切换到离网工作模式中,并切断继电器K3、K4,使系统与电网断开,切换时间< 10ms,保证用电器能够不间断运行,电网恢复正常后再次切换到并网模式。
[0018] 离网工作模式:具备普通UPS功能,通过切换继电器,可以设置逆变优先和市电优先2种工作状态;
并网工作模式:检测到电池容量达到设定值开始并网,CPU检测当前负载功率和充电功率调整逆变输出功率的大小,在白天尽量不使用电池供电,使电池在晚上能够持续使用更长时间。在晚上单独使用电池为负载提供能量,当电池电量低于设定值时切换到电网供电。
[0019] 以上所述是本发明的优选实施方式而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种混合电力光伏储能系统逆控一体机,其特征在于:它主要由CPU模块、光伏充电模块、电池、升压模块、逆变模块、滤波模块、逆变输出电流传感器、电网电流传感器和两个逆变侧继电器构成,所述光伏充电模块同时与电池和升压模块电连接,升压模块与逆变模块电连接,逆变模块与滤波模块电连接,滤波模块通过逆变侧继电器与电网和负载电连接;所述CPU模块检测到PV电压和电池电压后,启动光伏充电模块充电,CPU模块检测到电池容量达到设定值时,将逆变侧继电器闭合,使逆变模块与电网连接,与此同时,CPU模块利用逆变输出电流传感器、电网电流传感器分别采集逆变输出电流和电网电流,依据逆变输出电流和电网电流求出当前的负载功率,根据负载功率与充电功率来调节逆变模块的输出功率。
2.根据权利要求1所述的混合电力光伏储能系统逆控一体机,其特征在于:还包括AC充电模块和充电控制用继电器,所述AC充电模块的输出端与电池电连接,所述AC充电模块的输入端通过充电控制用继电器与交流电源连接,所述CPU模块对充电控制用继电器进行开关控制。
3.根据权利要求1或2所述的混合电力光伏储能系统逆控一体机,其特征在于:所述电网侧还设有两个常闭型继电器,两个常闭型继电器与所述CPU模块电连接,所述CPU模块在电网出现故障时,将常闭型继电器切断;所述两个逆变侧继电器采用常开型继电器。
4.根据权利要求3所述的混合电力光伏储能系统逆控一体机,其特征在于:所述光伏充电模块采用BUCK电路的结构形式。
5.根据权利要求3所述的混合电力光伏储能系统逆控一体机,其特征在于:所述升压模块采用推挽式的升压电路。
6.根据权利要求3所述的混合电力光伏储能系统逆控一体机,其特征在于:所述逆变模块采用H全桥式逆变电路。
7.根据权利要求3所述的混合电力光伏储能系统逆控一体机,其特征在于:所述常闭型继电器的切断时间< 10ms。
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