專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光伏ups系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏逆變電源領(lǐng)域，尤其涉及光伏UPS系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電技術(shù)作為一種新興清潔能源產(chǎn)業(yè)，最近幾年發(fā)展迅速，與傳統(tǒng)的能源相 比，具有環(huán)保、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。在美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家已實(shí)施了光伏屋頂發(fā)電 系統(tǒng)，UPS作為重要負(fù)載的斷點(diǎn)保護(hù)裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活的各個(gè)場(chǎng) 合。將光伏電池與UPS結(jié)合起來(lái)可以更好的發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)資源的最大利用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種光伏UPS系統(tǒng)，其供電方 式多樣，最大化地利用太陽(yáng)能、系統(tǒng)效率高。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網(wǎng)連接的DC/DC降 壓電路、DC/DC升壓電路、與負(fù)載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測(cè)電路，DC/DC升壓 電路與光伏電池連接，還包括開(kāi)關(guān)1(1、1(2、1(3、1(4，K1、K2、K3的一端與蓄電池連接，Kl的另 一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端UPS逆變器 連接，K4的一端與交流電網(wǎng)連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端與UPS逆變 器連接，檢測(cè)電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接。其中，還包括功率因素校正電路，功率因素校正電路一端與整流電路連接，功率因 素校正電路另一端與UPS逆變器連接。其中，DC/DC降壓電路與交流電網(wǎng)之間還設(shè)置有第二整流電路，第二整流電路一端 與交流電網(wǎng)連接，第二整流電路另一端與DC/DC降壓電路連接。其中，開(kāi)關(guān)Kl、K2、K3、K4為功率開(kāi)關(guān)管，Kl、K2、K3、K4與充放電控制器連接。本實(shí)用新型有益效果在于一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、 與交流電網(wǎng)連接的DC/DC降壓電路、DC/DC升壓電路、與負(fù)載連接的UPS逆變電路、充放電 控制器，檢測(cè)電路，DC/DC升壓電路與光伏電池連接，還包括開(kāi)關(guān)Kl、K2、K3、K4，Kl、K2、K3 的一端與蓄電池連接，Kl的另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路 連接、K3的另一端UPS逆變器連接，K4的一端與交流電網(wǎng)連接，K4的另一端與整流電路連 接，整流電路另一端與UPS逆變器連接，檢測(cè)電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接，本實(shí) 用新型智能化地實(shí)現(xiàn)UPS各種不同工作模式之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，供電方式多樣，最大化地利 用太陽(yáng)能、系統(tǒng)效率高。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的工作模式1或工作模式2 ；[0012]圖3是本實(shí)用新型的工作模式3 ；圖4是本實(shí)用新型的交流電網(wǎng)正常時(shí)的工作模式4或工作模式5 ；圖5是本實(shí)用新型的交流電網(wǎng)正常時(shí)的工作模式6或工作模式7 ；圖6是本實(shí)用新型的交流電網(wǎng)正常時(shí)的工作模式8。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，如圖1-圖6所示。實(shí)施例1一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網(wǎng)連接的DC/DC降 壓電路、DC/DC升壓電路、與負(fù)載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測(cè)電路，DC/DC升 壓電路與光伏電池連接，還包括開(kāi)關(guān)1(1、1(2、1(3、1(4，K1、K2、K3的一端與蓄電池連接，Kl的 另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端UPS逆變 器連接，K4的一端與交流電網(wǎng)連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端與UPS逆 變器連接，檢測(cè)電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接，本實(shí)用新型智能化地實(shí)現(xiàn)UPS各 種不同工作模式之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，供電方式多樣化，最大限度地利用光陽(yáng)能，保證了對(duì)負(fù)載 的供電質(zhì)量以及重要負(fù)載的不間斷供電，系統(tǒng)效率高。本實(shí)施例的還包括功率因素校正電路，功率因素校正電路一端與整流電路連接， 功率因素校正電路另一端與UPS逆變器連接。本實(shí)施例的DC/DC降壓電路與交流電網(wǎng)之間還設(shè)置有第二整流電路，第二整流電 路一端與交流電網(wǎng)連接，第二整流電路另一端與DC/DC降壓電路連接。本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)Kl、K2、K3、K4為功率開(kāi)關(guān)管，KU K2、K3、K4與充放電控制器連接。本實(shí)施例的通過(guò)如下方法實(shí)現(xiàn)UPS各種不同工作模式之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，A 設(shè)蓄電池低壓設(shè)定點(diǎn)為Vbminl、蓄電池最低放電電壓為Vbmin2，蓄電池電壓為
K，最大電壓為，設(shè)DC/DC降壓電路輸出功率為Pck , DC/DC升壓電路輸出功率為P於, DC/DC升壓電路輸出電流為l|!v , DC/DC升壓電路輸出最小電流為,蓄電池輸出功率
為Pte，負(fù)載功率為P滅,檢測(cè)電路檢測(cè)出電路中的&、Pck、Pfy、^v > Pte > Fm ,并傳送給 充放電控制器；B 充放電控制器根據(jù)檢測(cè)電路檢測(cè)出Vh、Pck、Pfv、V、Pte、P滅值，進(jìn)行計(jì)算，判 斷工作狀態(tài)，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)Kl、K2、K3、K4的閉合狀態(tài)，當(dāng) > P碰+P秘時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟C，當(dāng)
，且時(shí),轉(zhuǎn)入步驟且K Cfrimfal時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟E;當(dāng) 時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟F ;當(dāng)V 4 羅 mirt 時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟G ；C 充放電控制器控制功率開(kāi)關(guān)管A、^4斷開(kāi)，吳，閉合，此時(shí)為光伏電池獨(dú)立
發(fā)電狀態(tài)，光伏電池為負(fù)載供電，光伏電池同時(shí)給蓄電池充電，當(dāng)G "^frftwt時(shí)，與光伏電池
連接的DC/DC升壓電路工作于MPPT方式，MPPT方式為充放電控制器實(shí)時(shí)偵測(cè)太陽(yáng)能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓值，使系統(tǒng)達(dá)到最高的效率，當(dāng)K >巧腿時(shí)，與光伏電池連接的DC/ DC升壓電路工作于恒壓充電方式；D:充放電控制器控制功率開(kāi)關(guān)管、^4斷開(kāi)，K2 , K-s閉合，此時(shí)為出光伏電池 與蓄電池共同為負(fù)載供電狀態(tài)，光伏電池與蓄電池同時(shí)放電，為負(fù)載供電；E:充放電控制器控制功率開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，S、、^閉合，此時(shí)與交流電網(wǎng)連
接的DC/DC降壓電路以對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，系統(tǒng)處于并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)，光伏電池和DC/DC降壓 電路共同為蓄電池充電以及公文為負(fù)載供電；F:充放電控制器控制功率開(kāi)關(guān)管^3斷開(kāi)、Α'ι斷開(kāi)，K2、K,閉合，此時(shí)交流電網(wǎng) 正常工作，當(dāng)G < Vhsikl2時(shí)，與光伏電池連接的DC/DC升壓電路工作于MPPT方式，MPPT方式 為充放電控制器實(shí)時(shí)偵測(cè)太陽(yáng)能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓值，使系統(tǒng)達(dá)到最高的效 率，當(dāng)G >巧·時(shí)，與光伏電池連接的DC/DC升壓電路工作于恒壓充電方式，與交流電網(wǎng)連 接的DC/DC降壓電路關(guān)閉，光伏電池為蓄電池充電，交流電網(wǎng)給負(fù)載提供能量；G:充放電控制器控制功率開(kāi)關(guān)管吳、^3斷開(kāi)，X1、&閉合，交流電網(wǎng)給負(fù)載
提供能量，同時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，與光伏電池連接的DC/DC升壓電路關(guān)閉，與交流電網(wǎng)連 接的DC/DC降壓電路給蓄電池充電。本實(shí)施例的步驟C、步驟D、步驟E、步驟F、步驟G中為負(fù)載供電前，功率因素校正 電路對(duì)功率因素進(jìn)行糾正，功率因素校正電路對(duì)功率因素進(jìn)行糾正后，經(jīng)過(guò)UPS逆變電路 逆變后給負(fù)載供電。本實(shí)施例的步驟F、步驟G中交流電網(wǎng)為負(fù)載供電前，整流電路進(jìn)一步對(duì)交流電進(jìn) 行整流。本實(shí)施例的交流電網(wǎng)的交流電在進(jìn)入DC/DC降壓電路之前，經(jīng)過(guò)第二整流電路整流。如圖2所示，光伏電池能量不僅輸出給負(fù)載設(shè)備還有一部分儲(chǔ)存于蓄電池中， 即系統(tǒng)工作于獨(dú)立發(fā)電狀態(tài)，因此無(wú)論交流電網(wǎng)正常與否，系統(tǒng)工作于此模式的條件為
^V > P滅+η過(guò),而6與的大小關(guān)系決定了 DC/DC升壓電路工作于MPPT方式還是恒壓 充電方式。當(dāng)K 時(shí)DC/DC升壓電路工作于MPPT方式，此時(shí)本實(shí)施例處于工作模式1， 當(dāng)Wtmw時(shí)DC/DC升壓電路工作于恒壓充電方式，此時(shí)本實(shí)施例處于工作模式2。此時(shí)
功率開(kāi)關(guān)管4、Ki斷開(kāi)，K2 , -C3閉合，光伏電池給負(fù)載提供能量并給蓄電池充電。如圖3所示，光伏電池能量與蓄電池能量共同為負(fù)載設(shè)備供電，因此無(wú)論交流電 網(wǎng)正常與否，系統(tǒng)工作于此模式的條件為<^+巧《且6 > Gmk, DC/DC升壓電路工作
于MPPT方式，此時(shí)本實(shí)施例處于工作模式3,功率開(kāi)關(guān)管&、K,斷開(kāi)，K2 , K3閉合，光伏電 池與蓄電池同時(shí)放電。如圖4所示，光伏電池能量不足以供給負(fù)載設(shè)備，而且由于蓄電池能量不足 從而必須啟動(dòng)DC/DC降壓電路以對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，即系統(tǒng)處于并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)本實(shí)施例處于工作模式4或工作模式5，因此交流電網(wǎng)正常時(shí)工作于此模式的條件為 ^v<Tiaill。此時(shí)DC/DC降壓電路工作于恒流充電階段，，DC/DC升壓電路
工作于MPPT方式，光伏電池和DC/DC降壓電路即充電器共同為蓄電池充電以及給負(fù)載提供
能量°如圖5所示，光伏電池能量及蓄電池能量都遠(yuǎn)小于負(fù)載設(shè)備所需能量，因此交流 電網(wǎng)正常時(shí)工作于此模式的條件為^^+ <4^ +召《且 W^aia ,而G的大小決定了
DC/DC升壓電路工作于MPPT方式還是恒壓充電方式。當(dāng)<^ift2時(shí)DC/DC升壓電路工作
于MPPT方式，此時(shí)本實(shí)施例處于工作模式6，當(dāng)巧> Fimm時(shí)DC/DC升壓電路工作于恒壓充
電方式，此時(shí)本實(shí)施例處于工作模式7。其中Fm4i2為蓄電池最低放電電壓。此時(shí)功率開(kāi)關(guān)
管斷開(kāi)、Z1斷開(kāi)，Z2、Z4閉合，DC/DC降壓電路關(guān)閉，光伏電池為蓄電池充電，交流電網(wǎng)
給負(fù)載提供能量。如圖6所示，光伏電池能量為零，此時(shí)啟動(dòng)UPS功能，即交流電網(wǎng)提供系統(tǒng)所需的 所有能量，不僅供負(fù)載設(shè)備所需能量，而且對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。因此交流電網(wǎng)正常時(shí)工作于
此模式的條件為<W。此時(shí)本實(shí)施例處于工作模式8功率開(kāi)關(guān)管A、K3斷開(kāi)，K1、
K,閉合，DC/DC升壓電路關(guān)閉。DC/DC降壓電路工作于恒壓或恒流充電階段，交流電網(wǎng)為蓄 電池充電并給負(fù)載提供能量。表1是交流電網(wǎng)正常情況下，系統(tǒng)各種工作模式之間切換條件，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立發(fā)電， 并網(wǎng)發(fā)電，UPS三個(gè)主系統(tǒng)狀態(tài)之間的智能切換。主要是依據(jù)光伏電池能量、蓄電池能量、 負(fù)載設(shè)備所需能量三者之間的大小關(guān)系確定系統(tǒng)工作于何處工作模式。表權(quán)利要求1.一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網(wǎng)連接的DC/DC降壓 電路、DC/DC升壓電路、與負(fù)載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測(cè)電路，DC/DC升壓電 路與光伏電池連接，其特征在于還包括開(kāi)關(guān)K1、K2、K3、K4，Κ1、Κ2、Κ3的一端與蓄電池連 接，Kl的另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端 UPS逆變器連接，K4的一端與交流電網(wǎng)連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端 與UPS逆變器連接，檢測(cè)電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏UPS系統(tǒng)，其特征在于還包括功率因素校正電路， 功率因素校正電路一端與整流電路連接，功率因素校正電路另一端與UPS逆變器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏UPS系統(tǒng)，其特征在于DC/DC降壓電路與交流電網(wǎng) 之間還設(shè)置有第二整流電路，第二整流電路一端與交流電網(wǎng)連接，第二整流電路另一端與 DC/DC降壓電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種光伏UPS系統(tǒng)，其特征在于開(kāi)關(guān)K1、K2、K3、 Κ4為功率開(kāi)關(guān)管，Kl、Κ2、Κ3、Κ4與充放電控制器連接。
專(zhuān)利摘要一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網(wǎng)連接的DC/DC降壓電路、DC/DC升壓電路、與負(fù)載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測(cè)電路，DC/DC升壓電路與光伏電池連接，還包括開(kāi)關(guān)K1、K2、K3、K4，K1、K2、K3的一端與蓄電池連接，K1的另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端UPS逆變器連接，K4的一端與交流電網(wǎng)連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端與UPS逆變器連接，檢測(cè)電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接，本實(shí)用新型供電方式多樣，最大化地利用太陽(yáng)能、系統(tǒng)效率高。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201918758SQ20102069102
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者于瑋 申請(qǐng)人:易事特電力系統(tǒng)技術(shù)有限公司