CN103647283A - 太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统及方法，本发明通过合理控制整体太阳能电网系统中光伏阵列的输出功率从而实现控制整体太阳能系统的输出功率，以保证整体太阳能电网发电系统的均衡、持续、稳定输出，并且太阳能电网端与市政电网端是通过交流联网后共同向负载供电。本发明实现了太阳能电网端发的电“就地、高效、优先使用”的目标；控制系统对市政电网供电端增设防逆流控制装置，以防止太阳能电网发的电能流向市政电网，从而保证了市政电网的清洁，避免了太阳能电网对市政电网的污染和影响。

Description

太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统及方法

技术领域

本发明涉及可再生能源发电应用的技术领域，特别涉及一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统及方法。

 

背景技术

目前，随着世界各国范围内能源危机的爆发，全球能源都面临着巨大的压力与挑战，在此大环境下，类似太阳能、风能、潮汐能等可再生新型能源成为一支新秀，逐步得到人们的亲睐。但与此同时，这些新型可再生能源又有一个最大的弊病，那就是在给予负载端能量消耗时无法保证长期稳定的输出供给，这便使得新型可再生能源在发展端遇到巨大的阻力，同时也导致新型可再生能源在缓解世界性能源危机上面的功效大打折扣。

 

发明内容

针对背景技术的不足，本发明提出了一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统及方法，既保证了新型可再生能源太阳能的利用，同时也使得市政电网在太阳能功率不足时给予补给，以确保负载端长期、持续、稳定、高效地工作。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，与太阳能电网端、市政电网端、直流负载端和交流负载端相连，其特征在于：包括直流控制模块、交流控制模块、防逆流控制模块、整流控制模块、主控模块、采样检测模块、输入模块和输出模块；

所述的太阳能电网端、直流控制模块、交流控制模块、采样检测模块、防逆流控制模块和交流负载端顺序连接；

所述的市政电网端、防逆流控制模块和交流负载端顺序连接；

所述的采样检测模块一端与主控模块连接，另一端分别与所述的市政电网端、交流控制模块、防逆流控制模块连接，用于检测所述的太阳能电网端发电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，市政电网端供电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，及二者经过所述的防逆流控制模块后合并输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率；

所述的整流控制模块一端与所述的防逆流控制模块连接，另一端与所述的直流负载端连接；

所述的主控模块分别与直流控制模块、交流控制模块、采样检测模块、防逆流控制模块、输入模块和输出模块连接，用于处理和判断所述的采样检测模块送来的采样信号，实时比较所述的太阳能电网端和市政电网端的电压电流的幅值、频率和相位以及功率，合理控制太阳能电网与市政电网联合向所述的直流负载端和交流负载端供电。

作为优选，所述的直流控制模块包括DC/DC电压升压电路、第一IPM模块和MCU，所述的MCU一端与所述的主控模块连接，另一端通过所述的第一IPM模块与所述的DC/DC电压升压电路输入端连接，所述的太阳能电网端通过所述的DC/DC电压升压电路与所述的交流控制模块连接，用于实现所述的太阳能电网端的电池板最大功率跟踪，使得在大气环境或者外围负载变化的情况下，保证太阳能电网端的光伏阵列一直工作在最大功率点，以确保太阳能电网端发电的高效性。

作为优选，所述的交流控制模块包括DC/AC逆变电路和第二IPM模块，所述的主控模块通过所述的第二IPM模块与所述的DC/AC逆变电路输入端连接，所述的直流控制模块通过所述的DC/AC逆变电路与所述的采样检测模块连接，用于对所述的主控模块输出的脉宽调制PWM信号进行相应的功率放大，用以驱动交流控制模块中逆变桥电路的正常工作，同时在异常情况下及时有效地进行相应的自我保护。其有益效果是：主控模块可根据检测到的信号，经过最优算法处理后，控制DC/AC逆变电路，进而控制DC/AC逆变电路输出的交流电流为稳定地，高品质的正弦波，并且与市电同幅同频同相。

作为优选，所述的采样检测模块包括采样检测电路，用于所述的太阳能电网端经过所述的交流控制模块之后输出的电压电流的幅值、频率以及相位检测，市政电网端的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测，及太阳能电网端与市政电网端经过所述的防逆流控制模块合并后的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测，并及时地传递给所述的主控模块，以便于主控模块及时做出预处理判断。

作为优选，所述的防逆流控制模块包括第一继电器、第一接触器、第二继电器和第二接触器，所述的主控模块通过所述的第一继电器与所述的第一接触器输入端连接，所述的市政电网端通过所述的第一接触器与所述的交流负载端相连，所述的主控模块通过所述的第二继电器与所述的第二接触器输入端连接，所述的采样检测模块通过所述的第二接触器与所述的交流负载端相连，用于当发现在一定的时间内通过调节太阳能电网端的发电功率无法使得市政电网端消除功率的逆向流动时，通过所述的主控模块控制所述的第一继电器和第二继电器，进而控制所述的第一接触器和第二接触器使市政电网端与用电系统和太阳能电网端供电系统断开，以确保整个系统的安全性。所述的防逆流控制模块采用闭环控制，其有益效果是：当采样检测模块检测到太阳能电网端发电的能量向市政电网端逆向流动时，或者当检测到太阳能电网端发电能完全满足负载的功耗时，主控模块通过对采样数据进行合理的分析和处理，给出相应的控制指令，迅速使得太阳能电网端的输出功率在一定程度内降低，以保证太阳能电网端的能量不会向市政电网端逆向流动。

作为优选，所述的整流控制模块包括AC/DC逆变电路，用于将所述的太阳能电网端和市政电网端并网后的交流电整流为不同幅值的直流电，以便供给不同幅值的直流负载端使用，最大程度的满足各种型号负载的用电要求。

作为优选，所述的主控模块采用TI公司的型号为TMS320F28335的DSP芯片。其有益效果是：本发明的控制系统中不含有任何蓄电池等类似储能装置，太阳能电网端发的电能作为优先电源，而市政电网端中的电能作为补充电源，从而实现了太阳能发的电“就地、高效、优先、低污染使用”的目标；本发明的控制系统对市政电网端中的电能质量实施无逆流控制，以防止太阳能电网端发的电能流向市政电网端，从而确保市政电网端的清洁与安全。

作为优选，所述的输入模块为键盘输入模块。

作为优选，所述的输出模块为液晶显示器。

作为优选，所述的DC/DC电压升压电路采用的是三菱公司的智能功率模块PM15RSH120。

作为优选，所述的DC/AC逆变电路采用的三菱公司的智能功率模块PM75CL1A120。

本发明的利用太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统进行太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：控制模块接收来自采样检测模块的检测参数，所述的参数包括太阳能电网端发出的电压电流的频率、相位和幅值，市政电网端的电压电流的频率、相位和幅值，及太阳能电网端与市政电网端经过所述的防逆流控制模块合并后的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测；

步骤2：将各种所述的参数传送到控制模块中；

步骤3：控制模块将采样到的数据不断地进行当量规整；

步骤4：对当量规整后的数据进行进一步的比较判断，

当得出的太阳能发电功率大于负载功耗时，立刻向防逆流控制模块发出保护动作的指令，切断市政电网端，调整控制器使太阳能电网发电功率与实际负载功率相匹配，然后继续循环执行所述的步骤1；

当得出的太阳能发电功率小于等于负载功耗时，则顺序执行下述步骤5；

步骤5：进一步比较检测太阳能电网发电功率是否能满足本控制系统自身工作所需要的功耗P0，

如果太阳能电网发电量小于P0，说明太阳能电网端电池板不能向负载提供多余的能量了，此时向防逆流控制模块发出保护动作指令，切断太阳能电网端供电，负载所需要的功率消耗应全部由市政电网端来供应，然后继续循环执行所述的步骤1；

如果太阳能电网发电量不小于P0，说明太阳能电网端可以向负载提供一定的能量，则顺序执行下述步骤6；

步骤6：合理调节本控制系统，使太阳能电网端与市政电网端联合向直流负载端和交流负载端供电；

步骤7：进一步检测市政电网端有无功率逆向流动；

如果市政电网端有功率逆向流动，则反馈给主控模块，由其发出控制指令，使太阳能电网端的发电功率适当下降，然后继续循环执行所述的步骤5；

如果市政电网端没有功率逆向流动，则继续循环执行所述的步骤1。

本发明的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电就是以太阳能电网和市政电网联网共同向负载供电，而且在供电时，太阳能电网在任何情况下都不会有能量流向市政电网，只有当太阳能发电不能满足负载的功耗时，市政电网作为补充供应，本发明的供电方式的主要特征是：

（1）控制器中不包含任何类似蓄电池等储能装置，保证太阳能电网发电就地使用；

（2）太阳能电网发电的使用，不会对市政电网的正常供电产生任何影响；

（3）太阳能电网发电不会向市政电网提供能量，保证太阳能电网发电不向市政电网的功率流动；

（4）太阳能电网发电作为优先电源，市政电网作为补充电源，保证太阳能电网发电高效、优先的使用；

（5）不仅可以供给交流负载，还可以供给直流负载；

本发明设计的一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，不是将市政电网经整流后与太阳能电网在直流侧汇流之后再逆变供给负载使用，而是通过合理控制整体太阳能光伏阵列的输出功率从而实现控制输出功率，保证太阳能光伏阵列的均衡、稳定输出，并且太阳能电网发的电经DC/DC升压和DC/AC逆变后与市政电网提供的电能量在交流侧联网后共同向负载供电，既能供给交流负载，同时也可以供给直流负载。

本发明设计的一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，由太阳能电网与市政电网无逆流联网共同向负载供电，通过合理调整控制策略来调节两者输出功率的分配，以匹配负载的能量消耗，同时必须保证优先使用太阳能电网发电向负载以最大功率提供能量，差额部分再由补充电源市政电网来补充提供，而且太阳能电网发电不会向市政电网发生逆向功率流动。太阳能电网发电这种发电方式中增设了MPPT最大功率跟踪，大大提高了太阳能电网发电的发电效率，并且由于没有任何储能装置所以不会产生对环境的二次污染，同时也避免了在储能过程中相应的能量损耗，大大提高了太阳能电网发电的使用效率，而且也不会对市政电网的电能质量产生谐波危害，保证了市政电网的清洁与安全，既能供给交流负载，也可供给直流负载。

 

附图说明

图1：本发明的系统实施例的具体内部结构图。

图2：本发明的方法实施例的流程图。

 

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明最进一步的说明。

请见图1，本发明的系统所采用的技术方案是：一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，与太阳能电网端9、市政电网端10、直流负载端11和交流负载端12相连，其特征在于：包括直流控制模块1、交流控制模块2、防逆流控制模块3、整流控制模块4、主控模块5、采样检测模块6、输入模块7和输出模块8；

直流控制模块1包括DC/DC电压升压电路101、第一IPM模块102和MCU103，MCU103一端与主控模块5连接，另一端通过第一IPM模块102与DC/DC电压升压电路101输入端连接，太阳能电网端9通过DC/DC电压升压电路101与交流控制模块2连接，用于实现太阳能电网端9的电池板最大功率跟踪，使得在大气环境或者外围负载变化的情况下，保证太阳能电网端9的光伏阵列一直工作在最大功率点，以确保太阳能电网端9发电的高效性；

交流控制模块2包括DC/AC逆变电路201和第二IPM模块202，主控模块5通过第二IPM模块202与DC/AC逆变电路201输入端连接，直流控制模块1通过DC/AC逆变电路201与采样检测模块6连接，用于对主控模块5输出的脉宽调制PWM信号进行相应的功率放大，用以驱动交流控制模块2中逆变桥电路的正常工作，同时在异常情况下及时有效地进行相应的自我保护；

采样检测模块6包括采样检测电路601，用于太阳能电网端9经过交流控制模块2之后输出的电压电流的幅值、频率以及相位检测，市政电网端10的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测，及太阳能电网端9与市政电网端10经过防逆流控制模块3合并后的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测，并及时地传递给主控模块5，以便于主控模块5及时做出预处理判断；

防逆流控制模块3包括第一继电器301、第一接触器302、第二继电器303和第二接触器304，主控模块5通过第一继电器301与第一接触器302输入端连接，市政电网端10通过第一接触器302与交流负载端12相连，主控模块5通过第二继电器303与第二接触器304输入端连接，采样检测模块6通过第二接触器304与交流负载端12相连，用于当发现在一定的时间内通过调节太阳能电网端9的发电功率无法使得市政电网端10消除功率的逆向流动时，通过主控模块5控制第一继电器301和第二继电器303，进而控制第一接触器302和第二接触器304使市政电网端10与用电系统和太阳能电网端9供电系统断开，以确保整个系统的安全性；

整流控制模块4包括AC/DC逆变电路401，用于将太阳能电网端9和市政电网端10并网后的交流电整流为不同幅值的直流电，以便供给不同幅值的直流负载端11使用，最大程度的满足各种型号负载的用电要求；

太阳能电网端9、直流控制模块1、交流控制模块2、采样检测模块6、防逆流控制模块3和交流负载端12顺序连接；

市政电网端10、防逆流控制模块3和交流负载端12顺序连接；

采样检测模块6一端与主控模块5连接，另一端分别与市政电网端10、交流控制模块2、防逆流控制模块3连接，用于检测太阳能电网端9发电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，市政电网端10供电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，及二者经过防逆流控制模块后合并输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率；

整流控制模块4一端与防逆流控制模块3连接，另一端与直流负载端11连接；

主控模块5分别与直流控制模块1、交流控制模块2、采样检测模块6、防逆流控制模块3、输入模块7和输出模块8连接，用于处理和判断采样检测模块6送来的采样信号，实时比较太阳能电网端9和市政电网端10的电压电流的幅值、频率和相位以及功率，合理控制太阳能电网与市政电网联合向直流负载端11和交流负载端12供电。

其中，主控模块5采用TI公司的型号为TMS320F28335的DSP芯片，主控模块5主要负责完成的任务是：1.检测多路相应的采样信号，在经过一定算法处理后，给出相应的输出控制信号，用来控制DC/AC 逆变电路的相应输出；2.完成锁相功能，用来确保控制逆变电路输出后的交流电为稳定地，高品质的正弦波，并且与电网同压同频同相；3.比较太阳能电网端9和市政电网端10的电压电流的幅值、频率和相位，合理控制供电模式，以确保负载安全、稳定的运行状态；4.与直流模块1的MCU进行实时通信，在必要的时候协调控制，使得太阳能电网端9的发电功率符合系统的实际要求；5.对各路采样信号进行了预处理之后，要及时判断各供电支路的安全稳定性，若发现某一支路电压、电流或者功率存在异常时，要立刻进行分析判断原因，在必要的时候及时切断相应的部分电脑，以确保其他电路部分的正常、高效、稳定运行。

采样检测模块6的主要功能是收集相关的采样或检测信息，并及时地传递给主控模块5，以便于主控模块5及时做出预处理判断。当本系统在正常运行的时候，为系统各部分提供正确参数或指标，给出正确的输入控制量，为系统的安全、高效、稳定运行提供可靠的参考前提。当整个系统发生一定故障的时候，也能及时反馈一些重要的参数指标送入主控模块5，这样便可以帮助主控模块5迅速进行故障定位，从而做出相应的处理和诊断，这样便大大降低了故障率和维修率，进一步提高了整个系统的安全稳定性。

输入模块为键盘输入模块，主要作用在于给用户或者工程师提供一个编程平台。当外围的具体使用环境发生变化的时候，我们可以人为的修改控制器相应的设定参数，以求使控制器一直工作在稳定高效的状态。

输出模块为液晶显示器，主要作用在于给用户或者工程师提供一个参考平台。用户或者工程师可以从显示屏上面直观、实时地了解到整个系统的运行状态，便于人们进行控制器设备在运行中的各项参数收集和调整。

DC/DC电压升压电路101采用的是三菱公司的智能功率模块PM15RSH120，与单片机（MCU）相配合，该模块可以实现太阳能电网端9发电系统中电池板的最大功率跟踪（MPPT），并通过脉宽调制(PWM)的控制算法来实现，这便使得在大气环境或者外围负载变化的情况下，都能够保证太阳能电网端9的光伏阵列一直工作在最大功率点，以确保太阳能电网端9发电的高效性。

DC/AC逆变电路201采用的三菱公司的智能功率模块PM75CL1A120，因其开关频率可以高达20kHz，完全可以满足系统模块的需求。并且集成的控制电路也提供了相应的驱动电路，IGBT以及设有反向二极管的安全保护电路。DC/AC逆变电路的主要工作任务即为对主控模块输出的PWM信号进行相应的功率放大，用以驱动逆变桥电路的正常工作，以此来实现将太阳能电网端中电池板的直流电压经过DC/DC后的二级直流电经DC/AC逆变后转换成为比市电略高，频率、相位一致的380V三相交流电或者220V单相交流电，同时在异常情况下还能及时有效地进行相应的自我保护。

请见图2，利用本发明的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统进行太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：控制模块5接收来自采样检测模块6的检测参数，参数包括太阳能电网端9发出的电压电流的频率、相位和幅值，市政电网端10的电压电流的频率、相位和幅值，及太阳能电网端9与市政电网端10经过防逆流控制模块3合并后的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测；

步骤2：将各种参数传送到控制模块5中；

步骤3：控制模块5将采样到的数据不断地进行当量规整；

步骤4：对当量规整后的数据进行进一步的比较判断，

当得出的太阳能发电功率大于负载功耗时，立刻向防逆流控制模块3发出保护动作的指令，切断市政电网端10，调整控制器使太阳能电网发电功率与实际负载功率相匹配，然后继续循环执行步骤1；

当得出的太阳能发电功率小于等于负载功耗时，则顺序执行下述步骤5；

步骤5：进一步比较检测太阳能电网发电功率是否能满足本控制系统自身工作所需要的功耗P0，

如果太阳能电网发电量小于P0，说明太阳能电网端9电池板不能向负载提供多余的能量了，此时向防逆流控制模块3发出保护动作指令，切断太阳能电网端9供电，负载所需要的功率消耗应全部由市政电网端10来供应，然后继续循环执行步骤1；

如果太阳能电网发电量不小于P0，说明太阳能电网端9可以向负载提供一定的能量，则顺序执行下述步骤6；

步骤6：合理调节本控制系统，使太阳能电网端9与市政电网端10联合向直流负载端11和交流负载端12供电；

步骤7：进一步检测市政电网端10有无功率逆向流动；

如果市政电网端10有功率逆向流动，则反馈给主控模块5，由其发出控制指令，使太阳能电网端9的发电功率适当下降，然后继续循环执行步骤5；

如果市政电网端10没有功率逆向流动，则继续循环执行步骤1。

本发明的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，需要实现以下功能：

（1）太阳能电网与市政电网共同向负载供电:                                               

当太阳能电网发电功率大于负载所需功率时，不需要市政电网提供任何功率，此时，控制系统将市政电网的功率分配设置为零，负载所需要的功耗全部由太阳能电网发电提供；当太阳能电网发电功率小于某一固定值（即太阳能电网发电系统自身所需消耗功率）时，太阳能电网供电端将被控制系统切断，负载所需要的功率全部由市政电网来提供；

当太阳能电网发电功率小于负载所需功率，但同时又大于太阳能系统自身消耗时，太阳能电网发电以最大功率输出，负载所需功耗的差额部分由市政电网来提供。也就是在整个供电的过程中，太阳能电网发电的功率是全部优先供给负载使用，当太阳能电网发电能量不够时，负载所需要的差额部分再由市政电网来进行补充；

（2）整个系统使得太阳能电网端和市政电网端联合向负载进行能量供应，无论在何种情况下，负载的能量需求都会得到满足，并不会因为天气或者其他的一些太阳能电网发电系统中的一些小故障而导致用户的负载断电，大大提高了系统的可靠性和实用性，也最大程度地保证了用户安全、持续、稳定的用电需求；

（3）整个系统对市政电网端的电能质量实施了无逆流控制，防止太阳能电网发的电能流向市政电网中，确保了市政电网的清洁与安全；

（4）整个系统中不包含任何蓄电池等储能装置，对环境没有任何的二次污染，太阳能电网的发电利用效率也因此而大大提高，太阳能电网所发的电能是作为优先电源来使用的，而市政电网中所提供的电能是作为补充电源来使用的，实现使太阳能电网发的电“就地、高效、优先、低污染使用”的目标；

（5）既能给相应的交流负载提供稳定、持续、高效的电能，同时也能给相应的直流负载提供稳定、持续、高效的电能；

（6）键盘输入模块可以对整个系统程序进行相应的最优化修改，以便本控制器在不同的环境中都能发挥其最大的作用；

（7）液晶显示模块可以实时显示各部分系统参数，以便操作人员能够更加直观地了解系统各部分的运行状态，在出现故障或者必要情况下可以人为关断系统，最大程度地保障整个系统及用电负载的安全。

本发明的应用是具有很广阔的前景的，现在先以一居民家庭用电系统为例进行本发明的实用分析。一般家庭家里常年会有电冰箱、热水器、电视机等一些常用家用电器，尤其是在炎炎夏日，空调使用后的凉爽、舒适与令人头疼的高额电费经常让人们难以权衡。而即使这家居民安装有太阳能热水器，也仅仅只能供烧热水之用，不能对太阳能进行进一步的开发和利用。这便使得夏季最优质的太阳能资源被大大浪费。但是如果这一居民用户安装有本发明的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统之后，将本控制系统接入用户内供电，那么所有家用电器都可以优先使用太阳能电网发的电能，如果家用电器设备功耗过大，太阳能电网发的电不足以满足这些家用电器的全部功耗时，那么差额部分再由市政电网端来提供，那么这样便可以使得这一居民用户的电费开支减少很多。如果范围再扩大一点，比如在一整个小区内，物业公司可以在建筑的楼顶安装大量的太阳能光伏阵列，用来作为这个小区的电能优先使用电源，这样一来，楼栋里面的照明等一些基本用电设备都可以运行，并且不需要耗费市政电网的电能，既节省了小区的用电开支，也节约了电能。再比如在小区的配电中心里面安装一个本控制系统，由于不同的业主在各自的家中用电都比较分散，不便于高效利用，而这样把本控制系统安装在小区的配电中心里面，就可以将分散的电能消耗集中起来，无形当中便使太阳能电网发电的利用率大大提高，物业公司同时也可以减少对市政电网的用电依赖。这也在本质上充分体现出了开发和利用新能源的目标。

当然，在本发明中，不仅仅局限于太阳能的利用。在其太阳能电网的发电输入端，同样可以更换成相应的风力发电、水力发电、潮汐发电、生物质能源发电等其他形式的可再生能源。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，与太阳能电网端（9）、市政电网端（10）、直流负载端（11）和交流负载端（12）相连，其特征在于：包括直流控制模块（1）、交流控制模块（2）、防逆流控制模块（3）、整流控制模块（4）、主控模块（5）、采样检测模块（6）、输入模块（7）和输出模块（8）；

所述的太阳能电网端（9）、直流控制模块（1）、交流控制模块（2）、采样检测模块（6）、防逆流控制模块（3）和交流负载端（12）顺序连接；

所述的市政电网端（10）、防逆流控制模块（3）和交流负载端（12）顺序连接；

所述的采样检测模块（6）一端与主控模块（5）连接，另一端分别与所述的市政电网端（10）、交流控制模块（2）、防逆流控制模块（3）连接，用于检测所述的太阳能电网端（9）发电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，市政电网端（10）供电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，及二者经过所述的防逆流控制模块后合并输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率；

所述的整流控制模块（4）一端与所述的防逆流控制模块（3）连接，另一端与所述的直流负载端（11）连接；

所述的主控模块（5）分别与直流控制模块（1）、交流控制模块（2）、采样检测模块（6）、防逆流控制模块（3）、输入模块（7）和输出模块（8）连接，用于处理和判断所述的采样检测模块（6）送来的采样信号，实时比较所述的太阳能电网端（9）和市政电网端（10）的电压电流的幅值、频率和相位以及功率，合理控制太阳能电网与市政电网联合向所述的直流负载端（11）和交流负载端（12）供电。

2.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的直流控制模块（1）包括DC/DC电压升压电路（101）、第一IPM模块（102）和MCU（103），所述的MCU（103）一端与所述的主控模块（5）连接，另一端通过所述的第一IPM模块（102）与所述的DC/DC电压升压电路（101）输入端连接，所述的太阳能电网端（9）通过所述的DC/DC电压升压电路（101）与所述的交流控制模块（2）连接，用于实现所述的太阳能电网端（9）的电池板最大功率跟踪，使得在大气环境或者外围负载变化的情况下，保证太阳能电网端（9）的光伏阵列一直工作在最大功率点，以确保太阳能电网端（9）发电的高效性。

3.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的交流控制模块（2）包括DC/AC逆变电路（201）和第二IPM模块（202），所述的主控模块（5）通过所述的第二IPM模块（202）与所述的DC/AC逆变电路（201）输入端连接，所述的直流控制模块（1）通过所述的DC/AC逆变电路（201）与所述的采样检测模块（6）连接，用于对所述的主控模块（5）输出的脉宽调制PWM信号进行相应的功率放大，用以驱动交流控制模块（2）中逆变桥电路的正常工作，同时在异常情况下及时有效地进行相应的自我保护。

4.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的采样检测模块（6）包括采样检测电路（601），用于所述的太阳能电网端（9）经过所述的交流控制模块（2）之后输出的电压电流的幅值、频率以及相位检测，市政电网端（10）的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测，及太阳能电网端（9）与市政电网端（10）经过所述的防逆流控制模块（3）合并后的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测，并及时地传递给所述的主控模块（5），以便于主控模块（5）及时做出预处理判断。

5.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的防逆流控制模块（3）包括第一继电器（301）、第一接触器（302）、第二继电器（303）和第二接触器（304），所述的主控模块（5）通过所述的第一继电器（301）与所述的第一接触器（302）输入端连接，所述的市政电网端（10）通过所述的第一接触器（302）与所述的交流负载端（12）相连，所述的主控模块（5）通过所述的第二继电器（303）与所述的第二接触器（304）输入端连接，所述的采样检测模块（6）通过所述的第二接触器（304）与所述的交流负载端（12）相连，用于当发现在一定的时间内通过调节太阳能电网端（9）的发电功率无法使得市政电网端（10）消除功率的逆向流动时，通过所述的主控模块（5）控制所述的第一继电器（301）和第二继电器（303），进而控制所述的第一接触器（302）和第二接触器（304）使市政电网端（10）与用电系统和太阳能电网端（9）供电系统断开，以确保整个系统的安全性。

6.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的整流控制模块（4）包括AC/DC逆变电路（401），用于将所述的太阳能电网端（9）和市政电网端（10）并网后的交流电整流为不同幅值的直流电，以便供给不同幅值的直流负载端（11）使用，最大程度的满足各种型号负载的用电要求。

7.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的主控模块（5）采用TI公司的型号为TMS320F28335的DSP芯片。

8.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的输入模块为键盘输入模块。

9.根据权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的输出模块为液晶显示器。

10.根据权利要求2所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的DC/DC电压升压电路（101）采用的是三菱公司的智能功率模块PM15RSH120。

11.根据权利要求3所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统，其特征在于：所述的DC/AC逆变电路（201）采用的三菱公司的智能功率模块PM75CL1A120。

12.利用权利要求1所述的太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制系统进行太阳能电网与市政电网无逆流联合供电控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：控制模块（5）接收来自采样检测模块（6）的检测参数，所述的参数包括太阳能电网端（9）发出的电压电流的频率、相位和幅值，市政电网端（10）的电压电流的频率、相位和幅值，及太阳能电网端（9）与市政电网端（10）经过所述的防逆流控制模块（3）合并后的输出电压电流的幅值、频率以及相位检测；

步骤2：将各种所述的参数传送到控制模块（5）中；

步骤3：控制模块（5）将采样到的数据不断地进行当量规整；

步骤4：对当量规整后的数据进行进一步的比较判断，

当得出的太阳能发电功率大于负载功耗时，立刻向防逆流控制模块（3）发出保护动作的指令，切断市政电网端（10），调整控制器使太阳能电网发电功率与实际负载功率相匹配，然后继续循环执行所述的步骤1；

当得出的太阳能发电功率小于等于负载功耗时，则顺序执行下述步骤5；

步骤5：进一步比较检测太阳能电网发电功率是否能满足本控制系统自身工作所需要的功耗P0，

如果太阳能电网发电量小于P0，说明太阳能电网端（9）电池板不能向负载提供多余的能量了，此时向防逆流控制模块（3）发出保护动作指令，切断太阳能电网端（9）供电，负载所需要的功率消耗应全部由市政电网端（10）来供应，然后继续循环执行所述的步骤1；

如果太阳能电网发电量不小于P0，说明太阳能电网端（9）可以向负载提供一定的能量，则顺序执行下述步骤6；

步骤6：合理调节本控制系统，使太阳能电网端（9）与市政电网端（10）联合向直流负载端（11）和交流负载端（12）供电；

步骤7：进一步检测市政电网端（10）有无功率逆向流动；

如果市政电网端（10）有功率逆向流动，则反馈给主控模块（5），由其发出控制指令，使太阳能电网端（9）的发电功率适当下降，然后继续循环执行所述的步骤5；

如果市政电网端（10）没有功率逆向流动，则继续循环执行所述的步骤1。

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