CN214314586U - 一种光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光伏发电领域,公开了一种光伏发电系统，包括多个太阳能电池板、蓄电池、逆变单元、电源模块、电流检测单元、控制器、过流保护单元和电压检测单元；所有太阳能电池板依次串联，串联后的太阳能电池板通过第一接触器与蓄电池电连接，蓄电池通过第二接触器与逆变单元电连接，逆变单元通过第三接触器与电网电连接，太阳能电池板与蓄电池之间、蓄电池与逆变单元之间、逆变单元与电网之间分别设有过流保护单元，在实际使用时通过电流检测单元检测蓄电池的放电电流，控制器对蓄电池的放电电流进行微分运算可以知道蓄电池的放电量，能够在蓄电池电量过低时断开蓄电池与电网之间的连接状态，停止向电网供电。

Description

一种光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电领域，具体涉及一种光伏发电系统。

背景技术

随着常规能源的不断消耗，可再生资源的利用逐渐出现在人们生活中的各个方面。其中太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点。与常用的火力发电系统相比，光伏发电由于其无枯竭危险、安全可靠、无噪声、不受资源分布地域的限制、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电等优点被广泛的安装在太阳能丰富的地区。

目前，光伏系统按照使用需求可以分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。独立光伏发电也叫离网光伏发电系统，即该发电系统产生的电不并入电网，直接输送到负载端。并网光伏发电系统产生的电经过逆变器转换成符合市电电网要求的交流电后可以直接接入公共电网。分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。然而无论对于并网光伏发电系统还是分布式光伏发电系统，在其本身余电不足时都不能向电网输电。

实用新型内容

鉴于背景技术的不足，本实用新型是提供了一种光伏发电系统，能够在本身余电不足时不向电网输电。

为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种光伏发电系统，包括多个太阳能电池板、蓄电池、逆变单元、电源模块、电流检测单元、控制器、过流保护单元和电压检测单元；

所有太阳能电池板依次串联，串联后的太阳能电池板的电压输出端通过第一接触器的一对常开触点与所述蓄电池电连接，所述蓄电池的电压输出端通过第二接触器的常开触点与逆变单元的电压输入端电连接，逆变单元的电压输出端通过第三接触器的常开触点与电网电连接，串联后的太阳能电池板与所述蓄电池之间、所述蓄电池与所述逆变单元之间、所述逆变单元与所述电网之间分别设有所述过流保护单元；

所述蓄电池的电压输出端还与电源模块的电压输入端电连接，所述电源模块将输入电压转换为5V电压和24V电压，5V电压用来向所述控制器供电，24V电压分别接入到第一接触器、第二接触器和第三接触器的控制线圈一端，第一接触器、第二接触器和第三接触器的控制线圈另一端分别和控制开关的输入端电连接，三个控制开关的输出端分别通过限流电阻接地，三个控制开关的控制端分别和控制器的三个IO端电连接，所述电流检测单元串接在所述蓄电池和逆变单元之间，所述电流检测单元向所述控制器的数模转换接口输入模拟量的电流检测信号，所述电压检测单元包括检测电阻和比较器，所述检测电阻串接在所述蓄电池和逆变单元之间，所述检测电阻与所述蓄电池电连接的一端接入到比较器的负向输入端，所述比较器的正向输入端接入基准电源，所述比较器的输出端与所述控制器的IO端电连接。

作为进一步的技术方案，本实用新型还包括分压电路，所述分压电路包括阻值恒定的第一电阻和阻值可调节的滑动变阻器，所述24V电压接入到第一电阻一端，所述第一电阻另一端分别和滑动变阻器一端和所述比较器的正向输入端电连接，所述滑动变阻器的滑动端接地。

作为进一步的技术方案，控制器是型号为STM32f103的单片机。

作为进一步的技术方案，过流保护单元是熔断器。

作为进一步的技术方案，电流检测单元是霍尔电流检测传感器。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：在太阳能电池板与蓄电池之间、蓄电池和逆变单元之间、逆变单元和电网之间分别设置接触器，控制器能够在太阳能电池板、逆变单元和电网中的任一个部件出现异常时断开这三个部件之间的电连接状态；通过电流检测单元实时检测蓄电池的输出电流，控制器对输出电流进行微分运算后可以知道蓄电池的放电量，进而能够在蓄电池的电量不足时及时断开蓄电池与逆变单元的电连接，不在向电网输电；通过电压检测单元来检测蓄电池的输出电压，电压检测单元在蓄电池的输出电压小于基准电源时向控制器的IO端输入高电平的信号，控制器根据电压检测单元输入的高电平信号断开蓄电池与逆变单元之间的电连接；控制器的工作电源和所有接触器的线圈驱动电源都是电源模块根据蓄电池的输出电压转换而来，不用独立设置工作电源。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为控制器控制三个接触器通断的电路示意图；

图3为电压检测单元的电路示意图；

图4为本实用新型的分压电路的示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-3所示，一种光伏发电系统，包括多个太阳能电池板1、蓄电池3、逆变单元7、电源模块9、电流检测单元6、控制器2、过流保护单元4和电压检测单元5；

所有太阳能电池板1依次串联，串联后的太阳能电池板1的电压输出端通过第一接触器KM1的一对常开触点与蓄电池3电连接，蓄电池3的电压输出端通过第二接触器KM2的常开触点与逆变单元7的电压输入端电连接，逆变单元7的电压输出端通过第三接触器KM3的常开触点与电网8电连接，串联后的太阳能电池板1与蓄电池3之间、蓄电池3与逆变单元7之间、逆变单元7与电网8之间分别设有所述过流保护单元4；

另外蓄电池3的电压输出端还与电源模块9的电压输入端电连接，电源模块9将输入电压转换为5V电压和24V电压，5V电压用来向控制器2供电，24V电压分别接入到第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3的控制线圈一端，第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3的控制线圈另一端分别和控制开关的输入端电连接，三个控制开关的输出端分别通过限流电阻接地，三个控制开关的控制端分别和控制器的三个IO端电连接，本实施例中，三个控制开关分别为三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3，三个限流电阻分别为电阻R1、R2和R3，电流检测单元6串接在蓄电池3和逆变单元7之间，电流检测单元6向控制器2数模转换接口输入模拟量的电流检测信号，电压检测单元5包括检测电阻R4和比较器CMP1，检测电阻R4串接在蓄电池3和逆变单元7之间，检测电阻R4与蓄电池3电连接的一端接入到比较器CMP1的负向输入端，比较器CMP1的正向输入端接入基准电源VC1，比较器CMP1的输出端与控制器2的IO端电连接。

作为进一步的技术方案，本实用新型还包括分压电路，如图4所示，分压电路包括阻值恒定的第一电阻R5和阻值可调节的滑动变阻器R6，24V电压接入到第一电阻R5一端，第一电阻R5另一端分别和滑动变阻器R6一端和比较器CMP1的正向输入端电连接，滑动变阻器R6的滑动端接地。

作为进一步的技术方案，控制器2是型号为STM32f103的单片机。

作为进一步的技术方案，过流保护单元4是熔断器。

作为进一步的技术方案，电流检测单元6是霍尔电流检测传感器。

在实际使用时，通过电压比较的方式来检测蓄电池3的电压大小，可以减少控制器2的运行任务，由于比较器CMP1输出的是高低电平信号，控制器2只需检测比较器CMP1输出的信号的电平高低即可，如果电压检测单元5向控制器2输入的是模拟量信号，控制器2还需对输入的模拟量信号进行模数转换。

综上，本实用新型首先通过在太阳能电池板1与蓄电池3之间、蓄电池3和逆变单元7之间、逆变单元7和电网8之间分别设置接触器，控制器2能够在太阳能电池板1、蓄电池3和逆变单元7中的任一个部件出现异常时断开这三个部件之间的电连接状态；其次通过电流检测单元6实时检测蓄电池的输出电流，控制器2对输出电流进行微分运算后可以知道蓄电池3的放电量，进而能够在蓄电池3的电量不足即蓄电池3的电量小于规定阈值时及时断开蓄电池3与逆变单元7的电连接，不在向电网8输电；最后通过电压检测单元5来检测蓄电池3的输出电压，电压检测单元5在蓄电池3的输出电压小于基准电源VC1时向控制器2的IO端输入高电平的信号，控制器2根据电压检测单元5输入的高电平信号断开蓄电池3与逆变单元7之间的电连接；控制器2的工作电源和所有接触器的线圈驱动电源都是电源模块9根据蓄电池3的输出电压转换而来，不用独立设置工作电源。

上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种光伏发电系统，其特征在于：包括多个太阳能电池板、蓄电池、逆变单元、电源模块、电流检测单元、控制器、过流保护单元和电压检测单元；

所有太阳能电池板依次串联，串联后的太阳能电池板的电压输出端通过第一接触器的一对常开触点与所述蓄电池电连接，所述蓄电池的电压输出端通过第二接触器的常开触点与逆变单元的电压输入端电连接，所述逆变单元的电压输出端通过第三接触器的常开触点与电网电连接，串联后的太阳能电池板与所述蓄电池之间、所述蓄电池与所述逆变单元之间、所述逆变单元与电网之间分别设有所述过流保护单元；

所述蓄电池的电压输出端还与电源模块的电压输入端电连接，所述电源模块将输入电压转换为5V电压和24V电压，5V电压用来向所述控制器供电，24V电压分别接入到第一接触器、第二接触器和第三接触器的控制线圈一端，第一接触器、第二接触器和第三接触器的控制线圈另一端分别和控制开关的输入端电连接，三个控制开关的输出端分别通过限流电阻接地，三个控制开关的控制端分别和控制器的三个I O端电连接，所述电流检测单元串接在所述蓄电池和逆变单元之间，所述电流检测单元向所述控制器的数模转换接口输入模拟量的电流检测信号，所述电压检测单元包括检测电阻和比较器，所述检测电阻串接在所述蓄电池和逆变单元之间，所述检测电阻与所述蓄电池电连接的一端接入到比较器的负向输入端，所述比较器的正向输入端接入基准电源，所述比较器的输出端与所述控制器的I O端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：还包括分压电路，所述分压电路包括阻值恒定的第一电阻和阻值可调节的滑动变阻器，所述24V电压接入到第一电阻一端，所述第一电阻另一端分别和滑动变阻器一端和所述比较器的正向输入端电连接，所述滑动变阻器的滑动端接地。

3.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：所述控制器是型号为STM32f103的单片机。

4.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：所述过流保护单元是熔断器。

5.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统，其特征在于：所述电流检测单元是霍尔电流检测传感器。

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