CN203261044U - 光伏并网控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种光伏并网控制器，外部的光伏蓄电池依次经过逆变器和变压器连接至电网；并网信号采集电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端与DSP控制器的输入端相连；DSP控制器的输出端连接光耦隔离输出电路和AD采样电路的输入端，光耦隔离输出电路的输出端连接变压器，AD采样电路的输出端连接逆变器；输出光耦合反馈电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端经控制电路连接逆变器；故障控制界面的输入端连接在变压器与电网之间，故障控制界面的输出端连接联系保护装置的输入端，联系保护装置的输出端接至变压器与电网之间。本实用新型能够辅助逆变器实现直流到交流的变换，使得光伏发电系统能够顺利并入电网中。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏并网发电领域，具体涉及一种光伏并网控制器。
背景技术
随着石油、煤和天然气等主要能源的大量使用，新能源的开发和利用越来越得到人们的重视，此外智能电网的提出与发展，也逐步促进了分布式能源的发展与应用，光伏发电将逐步成为趋势。为了能够将光伏发电系统并入电网中，光伏发电系统并网运行不仅需要满足其输出电压与电网电压同频同相同幅值，输出电流与电网电压同频同相，而且其输出还应满足电网的电能质量要求，而这些都需要依赖于光伏发电系统内部的有效控制策略。考虑到光伏并网时，对光伏发电系统的控制不单纯是个电流变换的问题，还需同时考虑到电能质量与实现并网等问题，因此传统的逆变器根本无法满足并网要求，而是需要依赖一个适当的功率控制器来辅助逆变器实现直流到交流的变换。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够辅助逆变器实现直流到交流的变换的光伏并网控制器，使得光伏发电系统能够顺利并入电网中。
为解决上述问题，本实用新型所设计的光伏并网控制器，主要由AD采样电路、光耦隔离输出电路、并网信号采集电路、控制电路、输出光耦合反馈电路、联系保护装置、故障控制界面和DSP控制器组成；外部的光伏蓄电池依次经过逆变器和变压器连接至电网；上述并网信号采集电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端与DSP控制器的输入端相连；AD采样电路的输入端连接逆变器，输出端连接DSP控制器；DSP控制器的输出端经光耦隔离输出电路与变压器相连；输出光耦合反馈电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端经控制电路连接逆变器；故障控制界面的输入端连接在变压器与电网之间，故障控制界面的输出端连接联系保护装置的输入端，联系保护装置的输出端接至变压器与电网之间。
上述光伏并网控制器还进一步包括有一供电电源模块，该供电电源模块连接在蓄电池和逆变器之间。
上述方案中，所述DSP控制器的型号为TMS320F2812。
与现有技术相比，本实用新型不仅能把太阳能电池的直流电逆变为单相交流以外，而且还可以与交流电网并联，把多余的电能反馈到电网，并辅助逆变器实现变换，并具有如下特点：
①可以切换为独立运转或与系统联系运转；
②无需低频隔离变压器；
③最大变换效率可达95%；
④保护环境和外围设备均一体化置入控制器；
⑤附最大功率跟踪控制；
⑥具有发电数据保存功能。
附图说明
图1为光伏并网控制器的一种应用系统实例。
图2为图1中光伏并网控制器的结构框图。
具体实施方式
一种光伏并网的应用系统如图1所示，其太阳能电池（即光伏电池）依次通过避雷针、输入滤波电路、能够实现光伏并网功率转换的光伏并网控制器、输出滤波电路、耦合变压器、并网开关连接至低压交流配电系统中。另外，光伏并网控制器中的联系保护装置的输出会发出信号控制并网开关的启闭。上述应用系统要求在实现最高运行效率前提下，并实现最大功率的跟踪控制，波形畸变率在5%以下，结合自动化控制电路，最终通过并网开关实现与交流电网的并网运行，正常运行时，可满足逆变后交流电压波形、频率应与电网相同。而当电网发生故障时，太阳能电池应能自动控制使变频器月电网断开。其中系统联系保护装置可在逆变器发生故障时，可立即切断，同时也要检测频率上升或下降。对欠电压、电网停电等进行有效地处理。
为了达到上述光伏并网应用系统的要求，上述光伏并网控制器主要由交流电压恒定控制环节、系统并联时电流控制环节和直流电压控制环节等组成。光伏蓄电池由输入端接入该并网控制器，该并网控制器的输出端接出至电网，此外，并网控制器还包括保护装置，绝缘变压器，最终通过联系保护装置进行整体控制。本实用新型所设计的一种光伏并网控制器，如图2所示，其主要由供电电源模块、AD采样电路、光耦隔离输出电路、并网信号采集电路、控制电路、输出光耦合反馈电路、联系保护装置、故障控制界面、供电电源模块和DSP控制器组成。外部的光伏蓄电池依次经过逆变器和变压器连接至电网。上述并网信号采集电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端与DSP控制器的输入端相连。AD采样电路的输入端连接逆变器，输出端连接DSP控制器。DSP控制器的输出端经光耦隔离输出电路与变压器相连。输出光耦合反馈电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端经控制电路连接逆变器。故障控制界面的输入端连接在变压器与电网之间，故障控制界面的输出端连接联系保护装置的输入端，联系保护装置的输出端接至变压器与电网之间。供电电源模块连接在蓄电池和逆变器之间。光伏并网控制器根据用电客户端用电需求，需将光伏并网产生的直流电变换为50Hz/220V的交流电；可以实时判断是否并网，对电能质量实时监控，并能进行有效动作；也可根据需要对逆变电路进行控制，如保护电路、并网控制及数据存储。
在本实用新型中，逆变电路的主要作用是把升压后的电池电压逆变成为交流电。供电电源模块是为电路板上对各种电源要求的IC进行供电。并网信号采集电路用于采样并网所需的电压信号和电流信号，并送入DSP控制器中进行分析和处理。光耦隔离输出电路用于实现变压器输出信号的电隔离。AD采样电路对逆变器输入信号进行AD采样，结果送往DSP进行后续处理。输出光耦合反馈电路隔离变压器的输出的高电压信号，并将其送入控制电路中，通过控制电路实现逆变器的转换控制。联系保护装置主要是为了保护系统即保护电网的安全，一旦太阳能发电的系统侧或逆变器发生故障，应当立即关断逆变器，并把与电网的联系迅速切断。此外，也要检测频率的上升或下降，对欠电压、电网停电等进行有效地处理。同时联系保护装置将故障信号送入故障控制界面显示和触发动作。DSP控制器是整个系统的核心，它负责控制AD采样电路对输入信号进行AD转换，控制光耦隔离输出电路对输出信号进行隔离，并对转换出来的数据进行二次处理、谐波，经由算法实现实时并网电流，孤岛检测。在本实用新型优选实施例中，所述DSP控制器的型号为TMS320F2812。
在本实用新型中，DSP控制器所实现的应用功能主要分为光伏阵列最大功率控制、PWM逆变控制、电网同步锁相、逆变控制部分、孤岛效应检测、人机交互界面、数据通信功能等相关的辅助功能。其中，人机接口单元主要负责显示当前设备运行主要参数和运行状态，并提供人工操作功能与终端监控。人机接口单元主要包括单片机、液晶显示器光电耦合电路与总线接口，其中光电耦合电路可实现光电隔离从而强化干扰能力。
本光伏控制器能够实现如下功能：
①系统运行的高效率，一方面实现太阳能电池能量转化过程的最大功率控制，使能量转化最高，另一方面设计专用逆变器使逆变过程能耗最低。
②正常运行时，要求太阳能电池逆变后的交流电压波形、频率应与电网同相；而当电网产生故障，例如停电、欠压、升压、频率异常时，太阳能电池应能自动控制使变频器与电网断开。
③要求应用太阳能发电的电压波形为正弦波，波形畸变率在5%以下，即降低输出波形的高次谐波含量，提高变换效率，当交流电网发生停电事故时，系统在0.5s内应当检测出停电故障，使变频器停止运转。
Claims (3)
1.光伏并网控制器，其特征在于：主要由AD采样电路、光耦隔离输出电路、并网信号采集电路、控制电路、输出光耦合反馈电路、联系保护装置、故障控制界面和DSP控制器组成；外部的光伏蓄电池依次经过逆变器和变压器连接至电网；上述并网信号采集电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端与DSP控制器的输入端相连；AD采样电路的输入端连接逆变器，输出端连接DSP控制器；DSP控制器的输出端经光耦隔离输出电路与变压器相连；输出光耦合反馈电路的输入端连接在变压器与电网之间，输出端经控制电路连接逆变器；故障控制界面的输入端连接在变压器与电网之间，故障控制界面的输出端连接联系保护装置的输入端，联系保护装置的输出端接至变压器与电网之间。
2.根据权利要求1所述的光伏并网控制器，其特征在于：还进一步包括一供电电源模块，该供电电源模块连接在蓄电池和逆变器之间。
3.根据权利要求1或2所述的光伏并网控制器，其特征在于：所述DSP控制器的型号为TMS320F2812。
Priority Applications (1)
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| CN201320242738XU CN203261044U (zh) | 2013-05-08 | 2013-05-08 | 光伏并网控制器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN103995206A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-20 | 江苏三恒科技股份有限公司 | 一种变频器测试装置 |
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2013
- 2013-05-08 CN CN201320242738XU patent/CN203261044U/zh not_active Expired - Fee Related
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