專利名稱：一種光伏電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，光伏逆變系統(tǒng)為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部分。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏陣列所發(fā)的電能為直流電能，但直流供電不便于直接并入到交流電網(wǎng)中，也不便于直接為交流負(fù)載提供能量，因此，需要使用光伏逆變系統(tǒng)把直流電變換為交流電。然而，所述光伏逆變系統(tǒng)通?？梢苑譃閮煞N；一種為光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，另一種為光伏離網(wǎng)逆變系統(tǒng)。其中，所述并網(wǎng)逆變系統(tǒng)在無市電時(shí)，逆變系統(tǒng)不能工作。因此，所述并網(wǎng)逆變系統(tǒng)不能發(fā)揮太陽能的最大工作效率，不適合適用應(yīng)用在電網(wǎng)不穩(wěn)定的地方。而所述離網(wǎng)逆變系統(tǒng)在工作在離網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，由于太陽能輸出功率不穩(wěn)定，需要配比實(shí)際負(fù)載功率大很多的太陽能極板，使太陽能不能發(fā)揮最大效能，同時(shí)需要配大容量蓄電池，蓄電池長期處于充放電循環(huán)狀態(tài)，因此蓄電池壽命低。系統(tǒng)可靠性差且維護(hù)成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種光伏電源系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種光伏電源系統(tǒng)，包括太陽能供電裝置和蓄電池供電裝置；所述太陽能供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述蓄電池供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述太陽能供電裝置與所述蓄電池供電裝置相互連接。進(jìn)一步地，所述太陽能供電裝置包括太陽能極板、穩(wěn)壓電路、直流/交流轉(zhuǎn)化電路以及逆變控制電路；所述太陽能極板，用于收集太陽光能，并將光能轉(zhuǎn)化為電能；所述穩(wěn)壓電路，用于將所述太陽能極板轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行穩(wěn)壓處理和最大功率追蹤，獲取穩(wěn)壓直流電能；所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路，用于將所述穩(wěn)壓處理后的直流電能轉(zhuǎn)化為市電電網(wǎng)的交流電能；和/或?qū)⑺鲂铍姵毓╇娧b置傳輸過來的直流電能轉(zhuǎn)化為市電電網(wǎng)的交流電能；所述逆變控制電路，用于控制所述穩(wěn)壓電路和所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路進(jìn)行相應(yīng)的電能轉(zhuǎn)化。進(jìn)一步地，所述蓄電池供電裝置包括隔離升壓電路、蓄電池組、充電器以及蓄電池組管理電路；所述隔離升壓電路，在太陽能和電網(wǎng)電能不足的情況下，將蓄電池組中的低壓電能轉(zhuǎn)化為與所述穩(wěn)壓電路輸出電壓相匹配的高壓電能，并將所述高壓電能傳輸給所述直流 /交流轉(zhuǎn)化電路，在蓄電池組充電的狀態(tài)下，將所述蓄電池供電裝置與所述太陽能供電裝置
3隔離斷開；所述蓄電池組，用于通過所述充電器存儲(chǔ)所述太陽能極板以及市電電網(wǎng)中充裕的電能；所述充電器，用于將所述太陽能極板以及市電電網(wǎng)中充裕的電能存儲(chǔ)到所述蓄電池組中；所述蓄電池組管理電路，用于控制管理所述蓄電池組以及充電器進(jìn)行充放電。進(jìn)一步地，所述太陽能極板的開路電壓在300V至600V之間；所述蓄電池組的輸入電壓為額定48V。進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電路為BOOST電路。進(jìn)一步地，所述BOOST電路為非隔離BOOST轉(zhuǎn)換電路。進(jìn)一步地，所述隔離升壓電路為高頻隔離直流升壓變換器。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能供電裝置和蓄電池供電裝置；所述太陽能供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述蓄電池供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述太陽能供電裝置與所述蓄電池供電裝置相互連接。本實(shí)用新型可以在無市電和/ 或太陽能供電裝置供電不足情況下，通過蓄電池供電裝置與太陽能供電裝置共同為負(fù)載提供能量；或者，無太陽能供電裝置供電的情況下，由所述蓄電池供電裝置為負(fù)載提供能量。 在有市電的情況下，通過蓄電池供電裝置存儲(chǔ)所述太陽能供電裝置與市電所充裕的電能。 采用本實(shí)用新型不但可以同時(shí)適用于電網(wǎng)不穩(wěn)定的地方，還可以提高太陽能能量的利用率。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)的電路示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在太陽能充足，且市電為有電狀態(tài)的供電示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在太陽能充足，且市電為無電狀態(tài)的供電示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在太陽能不足，且市電為無電狀態(tài)的供電示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在無太陽能，且市電為無電狀態(tài)的供電示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在無太陽能，且市電為有電狀態(tài)的供電示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；所述光伏電源系統(tǒng)包括太陽能供電裝置101和蓄電池供電裝置102 ；所述太陽能供電裝置101與市電電網(wǎng)相連；[0034]所述蓄電池供電裝置102與市電電網(wǎng)相連；所述太陽能供電裝置101與所述蓄電池供電裝置102相互連接。如圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)的電路示意圖；所述光伏電源系統(tǒng)包括太陽能供電裝置101和蓄電池供電裝置102 ；其中，所述太陽能供電裝置101包括太陽能極板1、穩(wěn)壓電路2、直流/交流DC/ AC轉(zhuǎn)化電路4以及逆變控制電路3 ；所述太陽能極板1，用于收集太陽光能，并將光能轉(zhuǎn)化為電能；所述太陽能極板的開路電壓在300V至600V之間。所述穩(wěn)壓電路2，用于將所述太陽能極板轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行穩(wěn)壓處理，獲取穩(wěn)壓直流電能；所述穩(wěn)壓電路為BOOST電路；所述BOOST電路為非隔離BOOST轉(zhuǎn)換電路。所述直流/交流DC/AC轉(zhuǎn)化電路4，用于將所述穩(wěn)壓處理后的直流電能轉(zhuǎn)化為市電電網(wǎng)9的交流電能； 所述逆變控制電路3，用于控制所述穩(wěn)壓電路和所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路4進(jìn)行相應(yīng)的電能轉(zhuǎn)化。其中，所述蓄電池供電裝置102包括隔離升壓電路(DC/DC) 5、蓄電池組6、充電器 7以及蓄電池組管理電路8 ；所述隔離升壓電路DC/DC，用于在太陽能和電網(wǎng)電能不足的情況下，將蓄電池組中的低壓電能轉(zhuǎn)化為與所述穩(wěn)壓電路輸出電壓相匹配的高壓電能，并將所述高壓電能傳輸給所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路，在蓄電池組充電的狀態(tài)下，將所述蓄電池供電裝置與所述太陽能供電裝置隔離斷開；所述隔離升壓電路為高頻隔離直流升壓變換器。所述蓄電池組6，用于通過所述充電器7存儲(chǔ)所述太陽能極板以及市電電網(wǎng)9中充裕的電能；所述蓄電池組的輸入電壓為額定48V。所述充電器7，用于將所述太陽能極板1以及市電電網(wǎng)9中充裕的電能存儲(chǔ)到所述蓄電池組6中；所述蓄電池組管理電路8，用于控制管理所述蓄電池組6以及充電器7進(jìn)行充放 H1^ ο需要說明的是，在市電電網(wǎng)有電時(shí)，太陽能電池板通過穩(wěn)壓電路，DC/AC給電網(wǎng)輸電。當(dāng)市電電網(wǎng)異常或停電時(shí)，通過所述太陽能供電裝置給負(fù)載12供電。當(dāng)太陽能供電裝置不能滿足負(fù)載功率時(shí)，所述蓄電池供電裝置中的蓄電池組通過高頻隔離升壓電路DC/DC 輸出，該DC/DC輸出與太陽能供電裝置中的非隔離BOOST轉(zhuǎn)換電路的輸出并聯(lián)，通過DC/AC 逆變部分給負(fù)載應(yīng)急供電，保證負(fù)載連續(xù)工作。應(yīng)用該系統(tǒng)保證了太陽能極板效能利用最大，同時(shí)保證了負(fù)載連續(xù)工作?；谝陨纤鰧?shí)施例，設(shè)太陽能極板的最大開路電壓在300-600VDC之間，蓄電池組為四節(jié)12Vq鉛酸蓄電池串聯(lián)成的48VDC蓄電池組，電網(wǎng)為220VAC，50Hz交流電壓，高頻隔離直流升壓變換器為將直流48V升至400V直流變換器，直流交流轉(zhuǎn)換器是將直流400VDC 轉(zhuǎn)換為交流電能的逆變器。其中，市電電網(wǎng)與太陽能供電裝置與蓄電池供電裝置之間設(shè)置有開關(guān)10 ；負(fù)載12與太陽能供電裝置與蓄電池供電裝置之間也設(shè)置有開關(guān)11如圖2、3、4、 5、6、7所示。所述逆變控制電路，用于控制所述穩(wěn)壓電路和所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路進(jìn)行相應(yīng)的電能轉(zhuǎn)化。例如控制太陽能極板MPPT工作點(diǎn)，匹配太陽能極板和蓄電池的能量，確保任何時(shí)刻太陽能電池板最大功率輸出，控制將DC-AC的轉(zhuǎn)化，控制DC-AC部分有市電時(shí)并網(wǎng)， 在恒電流模式下工作，無市電時(shí)離網(wǎng)，橫壓模式下工作等等。所述蓄電池組管理電路，用于控制管理所述蓄電池組以及充電器進(jìn)行充放電。例如檢測蓄電池組電壓，控制充電器的均充和浮充，在蓄電池電壓低時(shí)控制均充充電，蓄電池組充滿后浮充充電，提高蓄電池組壽命。在檢測到蓄電池過放電時(shí)，關(guān)閉高頻隔離直流升壓變換器，保證蓄電池組不被過放電損壞。如圖3表示了一種光伏電源系統(tǒng)在太陽能充足，且市電為有電狀態(tài)的供電示意圖；在市電電網(wǎng)有電時(shí)，在太陽能極板提供的能量大于負(fù)載所需能量情況下，太陽能極板的能量給負(fù)載供電，并給蓄電池組充電，同時(shí)將剩余的能量提供給電網(wǎng)，以保證太陽能極板能效發(fā)揮大到最大。電能從太陽能極板經(jīng)過BOOST電壓變換穩(wěn)定后給DC-AC轉(zhuǎn)換器，DC-AC轉(zhuǎn)換器并網(wǎng)工作，同時(shí)負(fù)載和充電器從電網(wǎng)上取能量，多余能量回饋給市電電網(wǎng)。這種情況下逆變控制電路將高頻隔離直流升壓變換器關(guān)閉。這是系統(tǒng)工作為并網(wǎng)模式。如圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在太陽能充足，且市電為無電狀態(tài)的供電示意圖；這時(shí)，市電電網(wǎng)與所述光伏電源系統(tǒng)已斷開。太陽能供電裝置將能量直接提供能給負(fù)載，同時(shí)將多余的能量提供到蓄電池。這樣保證太陽能極板的能量最大工作。太陽能極板的能量電能從太陽能極板經(jīng)過BOOST電壓變換穩(wěn)定后給DC-AC轉(zhuǎn)換器，這時(shí)DC-AC轉(zhuǎn)換器離網(wǎng)工作，DC-AC轉(zhuǎn)換器將能量提供給負(fù)載，同時(shí)將多余的能量通過充電器儲(chǔ)存到蓄電池組中，這時(shí)高頻隔離直流升壓變換器關(guān)閉。此時(shí)為離網(wǎng)太陽能應(yīng)急工作模式。如圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在太陽能不足，且市電為無電狀態(tài)的供電示意圖；在市電電網(wǎng)為無市電且太陽能不足時(shí)，不能提供給負(fù)載足夠的能量， 這時(shí)太陽能供電裝置和蓄電池供電裝置同時(shí)給負(fù)載供電，以保證負(fù)載可靠工作。太陽能極板通過BOOST電壓變換到400V左右，同時(shí)高頻隔離直流升壓變換器將蓄電組48VDC電能生壓倒400V左右與BOOST電壓變換的電壓并聯(lián)，同時(shí)提供給DC-AC轉(zhuǎn)換器，DC-AC轉(zhuǎn)換器將 400V直流能量轉(zhuǎn)化為交流220V提供給負(fù)載。這時(shí)通過逆變控制電路控制太陽能極板的輸出功率最大，剩余能量靠蓄電池補(bǔ)充。這時(shí)充電器停止工作。這種為太陽能蓄電池應(yīng)急工作方式。如圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在無太陽能，且市電為無電狀態(tài)的供電示意圖；這時(shí)通過蓄電池組給負(fù)載應(yīng)急工作，蓄電池組通過高頻隔離直流升壓， 在經(jīng)過DC-AC轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換為220V交流，供負(fù)載工作。這時(shí)充電器和BOOST電壓變換都停止工作。這時(shí)為蓄電池應(yīng)急工作模式。如圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)在無太陽能，且市電為有電狀態(tài)的供電示意圖；此外在夜間沒有太陽能，但市電電網(wǎng)有有電時(shí)的工作狀態(tài)下，非隔離 BOOST變壓轉(zhuǎn)換、直流交流轉(zhuǎn)換器、高頻隔離直流升壓變換器都不工作，只是通過充電器給蓄電池組充電。從上述工作模式中可知，該系統(tǒng)有兩種工作方式，即有市電時(shí)向市電網(wǎng)饋電和市電電網(wǎng)無電的應(yīng)急工作模式。具體的講，該光伏電源系統(tǒng)在有無電網(wǎng)電壓的情況下均可工作，同時(shí)沒有電網(wǎng)電壓時(shí)將太陽能儲(chǔ)存到蓄電池組，在太陽能不足時(shí)蓄電池組放出能量供負(fù)載工作。因此在電網(wǎng)不穩(wěn)定的地方該系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的并網(wǎng)或離網(wǎng)逆變器具有太陽能的利用率發(fā)揮到最大。系統(tǒng)通過市電、太陽能、和蓄電池組同時(shí)供給能量，因此可以最大保證負(fù)載的不間斷供電。該系統(tǒng)將太陽能電池板串組成400V左右的電壓直接通過非隔離BOOST 轉(zhuǎn)換電路逆變，因此具有很高的工作效率。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的蓄電池組管理系統(tǒng)，有效地保護(hù)蓄電池，同時(shí)在有市蓄電池組充滿時(shí)，蓄電池組一直處于浮充狀態(tài)，因此提高了電池組的
壽命ο本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能供電裝置和蓄電池供電裝置；所述太陽能供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述蓄電池供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述太陽能供電裝置與所述蓄電池供電裝置相互連接。本實(shí)用新型可以在無市電和/ 或太陽能供電裝置供電不足情況下，通過蓄電池供電裝置與太陽能供電裝置共同為負(fù)載提供能量；或者，無太陽能供電裝置供電的情況下，由所述蓄電池供電裝置為負(fù)載提供能量。 在有市電的情況下，通過蓄電池供電裝置存儲(chǔ)所述太陽能供電裝置與市電所充裕的電能。 采用本實(shí)用新型不但可以同時(shí)適用于電網(wǎng)不穩(wěn)定的地方，還可以提高太陽能能量的利用率。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種光伏電源系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能供電裝置和蓄電池供電裝置； 所述太陽能供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述蓄電池供電裝置與市電電網(wǎng)相連； 所述太陽能供電裝置與所述蓄電池供電裝置相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電源系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能供電裝置包括太陽能極板、穩(wěn)壓電路、直流/交流轉(zhuǎn)化電路以及逆變控制電路；所述太陽能極板，用于收集太陽光能，并將光能轉(zhuǎn)化為電能；所述穩(wěn)壓電路，用于將所述太陽能極板轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行穩(wěn)壓處理和最大功率追蹤，獲取穩(wěn)壓直流電能；所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路，用于將所述穩(wěn)壓處理后的直流電能轉(zhuǎn)化為市電電網(wǎng)的交流電能；和/或?qū)⑺鲂铍姵毓╇娧b置傳輸過來的直流電能轉(zhuǎn)化為市電電網(wǎng)的交流電能；所述逆變控制電路，用于控制所述穩(wěn)壓電路和所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路進(jìn)行相應(yīng)的電能轉(zhuǎn)化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏電源系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池供電裝置包括隔離升壓電路、蓄電池組、充電器以及蓄電池組管理電路；所述隔離升壓電路，在太陽能和電網(wǎng)電能不足的情況下，將蓄電池組中的低壓電能轉(zhuǎn)化為與所述穩(wěn)壓電路輸出電壓相匹配的高壓電能，并將所述高壓電能傳輸給所述直流/交流轉(zhuǎn)化電路，在蓄電池組充電的狀態(tài)下，將所述蓄電池供電裝置與所述太陽能供電裝置隔離斷開；所述蓄電池組，用于通過所述充電器存儲(chǔ)所述太陽能極板以及市電電網(wǎng)中充裕的電能；所述充電器，用于將所述太陽能極板以及市電電網(wǎng)中充裕的電能存儲(chǔ)到所述蓄電池組中；所述蓄電池組管理電路，用于控制管理所述蓄電池組以及充電器進(jìn)行充放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的光伏電源系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能極板的開路電壓在300V至600V之間；所述蓄電池組的輸入電壓為額定48V。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏電源系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路為BOOST電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏電源系統(tǒng)，其特征在于，所述BOOST電路為非隔離BOOST 轉(zhuǎn)換電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏電源系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離升壓電路為高頻隔離直流升壓變換器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光伏電源系統(tǒng)，涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，該光伏電源系統(tǒng)包括太陽能供電裝置和蓄電池供電裝置；所述太陽能供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述蓄電池供電裝置與市電電網(wǎng)相連；所述太陽能供電裝置與所述蓄電池供電裝置相互連接。采用本實(shí)用新型不但可以同時(shí)適用于電網(wǎng)不穩(wěn)定的地方，還可以提高太陽能能量的利用率。
文檔編號H02J3/38GK201985605SQ20112008366
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者康和花, 曹珍恩 申請人:北京動(dòng)力源科技股份有限公司