CN204615493U - 一种高效离网型太阳能逆变电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高效离网型太阳能逆变电源，包括与太阳能光伏电池板连接、用于对太阳能最大输出功率进行跟踪的MPPT模块，以及包括与MPPT模块连接的DC-DC模块、DC-AC模块，还包括与MPPT模块连接的充电模块，充电模块与磷酸铁锂电池连接，DC-AC模块的输出端连接负载，DC-DC模块连接有市电AC-DC模块，市电AC-DC模块与电网市电连接；其特征在于，还包括用于对输入输出各参数进行监测、以系统调节逆变器系统的SPTC模块；SPTC模块包括：输入监测控制单元、输出监测控制单元、电池监测控制单元、市电监测控制单元、分析判断单元、以及控制命令产生单元。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能技术领域，更具体地说，涉及一种高效离网型太阳能逆变电源。
背景技术
太阳能是一种清洁的可再生能源，也是人类最方便利用的。基本的离网型太阳能逆变器系统是由太阳能光伏电池板，储能蓄电池和太阳能逆变器组成，太阳能电池板接收太阳的光能把光能转化为电能，储存在储能蓄电池中，太阳能逆变器把储能蓄电池中的直流逆变成一般使用的交流。
目前的太阳能逆变器系统中，对太阳能利用率较低，其中光伏电池板的转化效率最低，约10-15％左右，市场上已采取多种技术手段来提高太阳能利用率了。其中对太阳能最大功率进行跟踪的技术(Maximum Power Point Tracking，MPPT)是根据太阳能电池光伏电池的输出特性，跟踪最大输出功率，可以提高转化率约10％-30％左右。针对逆变器转换效率的提升，目前能实现的比较好的转换效率约在98％左右；针对储能电池的大容量的磷酸铁锂电池技术已经逐步进入实用阶段，可以把铅酸电池的能量转换效率提高约10％。
但是，现有的整个离网型太阳能供电系统的优化技术都是针对系统中的某个环节，没有从系统的整体来进行优化，比如MPPT技术，针对的就是最薄弱的环节，效果也比较显著，但如果不注重整个系统的效率的优化，实用MPPT被优化出来的效率会被其它环节抵消，造成实际能量的浪费，不能根据供电系 统所带负载的情况，也不能根据太阳能的供给情况和各环节的能量利用效率动态调节系统，使太阳能的利用率达到最大，系统效率最高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种系统利用率高的高效离网型太阳能逆变电源。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种高效离网型太阳能逆变电源，包括与太阳能光伏电池板连接、用于对太阳能最大输出功率进行跟踪的MPPT模块，以及包括与所述MPPT模块连接的DC-DC模块、DC-AC模块，还包括与所述MPPT模块连接的充电模块，所述充电模块与磷酸铁锂电池连接，所述DC-AC模块的输出端连接负载，所述DC-DC模块连接有市电AC-DC模块，所述市电AC-DC模块与电网市电连接；其中，还包括用于对输入输出各参数进行监测、以系统调节逆变器系统的SPTC模块；所述SPTC模块包括：
动态侦测系统负载的输入电气参数、以随时获得负载量大小并发送控制命令的输入监测控制单元；
动态侦测MPPT模块的输出电气参数、以随时获得太阳能输入量大小并发送控制命令的输出监测控制单元；
动态侦测磷酸铁锂电池的电参数、以随时获得电池的剩余容量大小并发送控制命令的电池监测控制单元；
动态侦测电网市电参数、以随时获得电网市电情况并发送控制命令的市电监测控制单元；
根据所述输入电气参数、所述输出电气参数、所述磷酸铁锂电池的电参数 和事实电网市电参数进行综合分析判断的分析判断单元；以及，
根据分析判断结果，产生控制逆变器是使用太阳能、还是使用电网市电、还是使用电池来供给负载，以及控制MPPT模块是直接输出给高效逆变器、还是输入到储能电池、控制充电模块是工作还是不工作、是使用电网市电还是使用太阳能电源的控制命令的控制命令产生单元。
本实用新型所述的太阳能逆变电源，其中，所述输入监测控制单元同时连接负载及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
本实用新型所述的太阳能逆变电源，其中，所述输出监测控制单元同时连接所述MPPT模块以及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
本实用新型所述的太阳能逆变电源，其中，所述电池监测控制单元同时连接所述磷酸铁锂电池以及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
本实用新型所述的太阳能逆变电源，其中，所述市电监测控制单元同时连接电网市电以及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
本实用新型所述的太阳能逆变电源，其中，所述SPTC模块还包括与所述充电模块连接的充电控制单元。
本实用新型所述的太阳能逆变电源，其中，所述SPTC模块还包括与所述市电AC-DC模块连接的供电控制单元。
本实用新型所述的太阳能逆变电源，其中，所述SPTC模块还包括与所述DC-AC模块连接的输出控制单元。
本实用新型的有益效果在于：通过采用SPTC模块对逆变器系统整体综合控制，根据供电系统所带负载的情况、太阳能的供给情况和各环节的能量利用效率动态调节系统，使太阳能的利用率达到最大，系统效率最高。可以把太阳能电池板输出的电能直接送到逆变器，输出供给负载，不需要经过蓄能电池， 这样电能-化学能-电能这两个能量转换过程就可以省略，能量转换效率可提高10-15％。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型较佳实施例的高效离网型太阳能逆变电源原理框图；
图2是图1中高效离网型太阳能逆变电源的SPTC模块原理框图。
具体实施方式
本实用新型较佳实施例的高效离网型太阳能逆变电源100原理框图如图1所示，包括与太阳能光伏电池板200连接、用于对太阳能最大输出功率进行跟踪的MPPT模块20，以及包括与MPPT模块20连接的DC-DC模块30、DC-AC模块40，还包括与MPPT模块20连接的充电模块50，充电模块50与磷酸铁锂电池400连接，DC-AC模块40的输出端连接负载300，DC-DC模块30连接有市电AC-DC模块60，市电AC-DC模块60与电网市电500连接；其中，还包括用于对输入输出各参数进行监测、以系统调节逆变器系统的SPTC模块10。其中，SPTC是太阳能优先转化控制技术的核心(solar priority transform control，SPTC)的简称，是基于太阳能优先的原则:无论是对系统的负载，还是对储能电池充电，有太阳能时优先使用太阳能，太阳能够用时优先用太阳能，太阳能不够用时也优先使用太阳能，无太阳能时优先使用电网市电，最后才是蓄能电池。
具体地，如图2所示，上述SPTC模块10包括：动态侦测系统负载的输入电气参数、以随时获得负载量大小并发送控制命令的输入监测控制单元11； 动态侦测MPPT模块20的输出电气参数、以随时获得太阳能输入量大小并发送控制命令的输出监测控制单元12；动态侦测磷酸铁锂电池400的电参数、以随时获得电池的剩余容量大小并发送控制命令的电池监测控制单元14；动态侦测电网市电500参数、以随时获得电网市电情况并发送控制命令的市电监测控制单元13；根据输入电气参数、输出电气参数、磷酸铁锂电池的电参数和事实电网市电参数进行综合分析判断的分析判断单元15；以及，根据分析判断结果，产生控制逆变器是使用太阳能、还是使用电网市电、还是使用电池来供给负载，以及控制MPPT模块是直接输出给高效逆变器、还是输入到储能电池、控制充电模块是工作还是不工作、是使用电网市电还是使用太阳能电源的控制命令的控制命令产生单元16。
上述实施例中，通过SPTC模块10动态侦测系统负载的输入电气参数，随时获得负载量的大小；通过动实现态侦测MPPT模块20的输出电气参数，随时获得太阳能输入量的大小；通过动态侦测磷酸铁锂电池400的电参数，随时获得电池的剩余容量大小；通过动态侦测电网市电500的参数，随时获得电网市电的情况；然后根据这些动态的数据，作出最优的决定，控制逆变器是使用太阳能，还是使用电网市电，还是使用电池来供给负载，控制MPPT模块是直接输出给高效逆变器，还是输入到储能电池，控制充电器是工作还是不工作，是使用电网市电还是使用太阳能电源，这样可以把太阳能电池板输出的电能直接送到逆变器，输出供给负载，不需要经过蓄能电池，使得电能-化学能-电能这两个能量转换过程就可以省略，从而通过SPTC模块对逆变器系统整体综合控制，根据供电系统所带负载的情况、太阳能的供给情况和各环节的能量利用效率动态调节系统，使太阳能的利用率达到最大，系统效率最高，能量转换效率可提高10-15％。
具体地，上述实施例的高效离网型太阳能逆变电源中，输入监测控制单元11同时连接负载300及分析判断单元15和控制命令产生单元16，通过SPTC模块10动态侦测系统负载的输入电气参数，随时获得负载量的大小；输出监测控制单元12同时连接MPPT模块20以及分析判断单元15和控制命令产生单元16，通过动实现态侦测MPPT模块20的输出电气参数，随时获得太阳能输入量的大小；电池监测控制单元14同时连接磷酸铁锂电池以及分析判断单元和控制命令产生单元，通过动态侦测磷酸铁锂电池的电参数，随时获得电池的剩余容量大小；市电监测控制单元13同时连接电网市电以及分析判断单元和控制命令产生单元，通过动态侦测电网市电的参数，随时获得电网市电的情况；SPTC模块10还包括与充电模块连接的充电控制单元、与市电AC-DC模块连接的供电控制单元，以及与DC-AC模块连接的输出控制单元。
上述实施例中，高效离网型太阳能逆变电源的SPTC控制流程具体描述如下：
按下开机键后，电池、MPPT市电中的任何一个建立工作电源，进行MPPT输出侦测，判断MPPT是否有输出；当MPPT有输出时，再判断电流是否够带满载，如果电流够带满载，则MPPT打开DC-DC模块工作，DC-DC模块工作启动后，进行负载量侦测，然后再判断MPPT是否能带负载；如果电流不够带满载，则直接判断MPPT是否能带负载；如果MPPT不能带负载，则再次判断电池能否带满载；如果MPPT能够带负载，则进行磷酸铁锂电池容量侦测，然后再判断是否需要充电；如果需要充电，则再判断是否在MPPT工作模式，如果是在MPPT工作模式，则判断是否还够充电，如果够充电，则将MPPT到充电模块的输出打开，如果不够充电，则将AC-DC模块到充电模块的输出打开，进入充电模式；如果不在MPPT工作模式，则判断是否在市电工作模式，如果也不在市电工作 模式，则判断为在电池工作模式；如果在市电工作模式，则将AC-DC模块到充电模块的输出打开，进入充电模式。当MPPT没有输出时，进行电网市电侦测，判断有无电网市电，如果有，则将AC-DC模块到DC-DC的输出打开，启动DC-DC模块工作，如果没有电网市电，则进入电池工作模式。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种高效离网型太阳能逆变电源，包括与太阳能光伏电池板连接、用于对太阳能最大输出功率进行跟踪的MPPT模块，以及包括与所述MPPT模块连接的DC-DC模块、DC-AC模块，还包括与所述MPPT模块连接的充电模块，所述充电模块与磷酸铁锂电池连接，所述DC-AC模块的输出端连接负载，所述DC-DC模块连接有市电AC-DC模块，所述市电AC-DC模块与电网市电连接；其特征在于，还包括用于对输入输出各参数进行监测、以系统调节逆变器系统的SPTC模块；其中，所述SPTC模块包括：
动态侦测系统负载的输入电气参数、以随时获得负载量大小并发送控制命令的输入监测控制单元；
动态侦测MPPT模块的输出电气参数、以随时获得太阳能输入量大小并发送控制命令的输出监测控制单元；
动态侦测磷酸铁锂电池的电参数、以随时获得电池的剩余容量大小并发送控制命令的电池监测控制单元；
动态侦测电网市电参数、以随时获得电网市电情况并发送控制命令的市电监测控制单元；
根据所述输入电气参数、所述输出电气参数、所述磷酸铁锂电池的电参数和事实电网市电参数进行综合分析判断的分析判断单元；以及，
根据分析判断结果，产生控制逆变器是使用太阳能、还是使用电网市电、还是使用电池来供给负载，以及控制MPPT模块是直接输出给高效逆变器、还是输入到储能电池、控制充电模块是工作还是不工作、是使用电网市电还是使用太阳能电源的控制命令的控制命令产生单元。
2.根据权利要求1所述的太阳能逆变电源，其特征在于，所述输入监测控制单元同时连接负载及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
3.根据权利要求2所述的太阳能逆变电源，其特征在于，所述输出监测控制单元同时连接所述MPPT模块以及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
4.根据权利要求3所述的太阳能逆变电源，其特征在于，所述电池监测控制单元同时连接所述磷酸铁锂电池以及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
5.根据权利要求4所述的太阳能逆变电源，其特征在于，所述市电监测控制单元同时连接电网市电以及所述分析判断单元和所述控制命令产生单元。
6.根据权利要求5所述的太阳能逆变电源，其特征在于，所述SPTC模块还包括与所述充电模块连接的充电控制单元。
7.根据权利要求6所述的太阳能逆变电源，其特征在于，所述SPTC模块还包括与所述市电AC-DC模块连接的供电控制单元。
8.根据权利要求7所述的太阳能逆变电源，其特征在于，所述SPTC模块还包括与所述DC-AC模块连接的输出控制单元。
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| CN201520104874.1U CN204615493U (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 一种高效离网型太阳能逆变电源 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105281370A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-01-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 能源控制系统及方法 |
| TWI574142B (zh) * | 2015-10-02 | 2017-03-11 | 旭隼科技股份有限公司 | 雙路最大功率點追蹤離網型太陽能逆變器裝置及其控制方法 |
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2015
- 2015-02-13 CN CN201520104874.1U patent/CN204615493U/zh not_active Expired - Fee Related
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