專利名稱：一種光伏電源與電網(wǎng)電源并聯(lián)給負(fù)載供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)流穩(wěn)壓電源，尤其涉及到光伏電源輸出的直流電源和電網(wǎng)經(jīng)整流設(shè)備輸出的直流電源并聯(lián)后的總輸出的穩(wěn)流穩(wěn)壓輸出。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)中很多行業(yè)需要直流電源，如有色冶金行業(yè)的濕法冶煉，化工行業(yè)的氯堿生產(chǎn)。而光伏發(fā)電直接產(chǎn)生直流電源，其在1000V范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)不同的組合，可輸出不同的電流和電壓等級(jí)的電源，與負(fù)載需要的電壓等級(jí)基本相同，常規(guī)應(yīng)用是將光伏電源逆變成交流電，經(jīng)過(guò)輸配電后，再將交流整流為直流給負(fù)載供電，這種方式路徑長(zhǎng)、損耗大。幾次變換后，損失能量大約15%。如將光伏電池產(chǎn)生的電源組合到滿足工藝要求后直接送到電解槽，但簡(jiǎn)單的并聯(lián)既不能解決光伏電源的最大功率輸出的問(wèn)題，也不能解決由于光伏發(fā)電的天然不穩(wěn)定性、隨機(jī)性，還解決不了負(fù)載對(duì)電源特性要求等矛盾。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種光伏電源與電網(wǎng)電源并聯(lián)給負(fù)載供電裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:光伏電源(100)依次聯(lián)直流阻抗變換器(200)、光伏電源電流傳感器(300)后，與電網(wǎng)電源(600)聯(lián)整流和穩(wěn)流穩(wěn)壓裝置(500)形成的直流電源電路并聯(lián)，并聯(lián)后設(shè)總電流傳感器(700)，總電流傳感器(700)連負(fù)載(800);電壓傳感器(400)與負(fù)載(800)并聯(lián)。進(jìn)一步，所述直流阻抗變換器(200)主要由微電腦控制模塊(201)連接IGBT主開(kāi)關(guān)電路(202)構(gòu)成，同時(shí)串聯(lián)電流傳感器(203)和并聯(lián)電壓傳感器(400)。直流阻抗變換器(200)是以微電腦控制模塊(201)控制以IGBT為主開(kāi)關(guān)元件的主開(kāi)關(guān)電路(202)的通斷占空比來(lái)達(dá)到調(diào)整電壓的目的，將電流傳感器(203)和電壓傳感器(400)信號(hào)送至微電腦控制控制模塊，通過(guò)電流、電壓信號(hào)計(jì)算其輸出功率，微電腦控制模塊(201)主動(dòng)將主開(kāi)關(guān)電路(202)的通斷占空比進(jìn)行微小的擾動(dòng)，使輸出電壓微小的變化，同時(shí)檢測(cè)輸出電路的功率變化的趨勢(shì)來(lái)控制占空比。達(dá)到光伏電源優(yōu)先輸出最大功率的目的；同時(shí)，能滿足不同負(fù)載的要求。

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)方框圖。圖2是直流阻抗變換器方框圖。圖3是橋式變換電路。圖4是升壓型單臂電路。圖5是降壓型單臂電路。100.光伏直流電源，200.直流阻抗變換器，300.光伏電源電流傳感器，400.電壓傳感器，500.整流和穩(wěn)流穩(wěn)壓控制裝置，600.電網(wǎng)電源，700.總電流傳感器，800.負(fù)載，201微電腦控制模塊，202主開(kāi)關(guān)電路，203電流傳感器204電壓傳感器。
具體實(shí)施方式
系統(tǒng)的方框圖如圖1，光伏電源(100)根據(jù)工藝要求先組合到與負(fù)載需要的電壓基本相同，經(jīng)直流阻抗變換器(200 )再經(jīng)過(guò)光伏電源電流傳感器(300 )與電網(wǎng)電源(600 )經(jīng)過(guò)整流和穩(wěn)流穩(wěn)壓裝置(500)后產(chǎn)生的直流電源并聯(lián)，再經(jīng)過(guò)總電流傳感器(700)送到負(fù)載(800)，電壓傳感器(400)與負(fù)載(800)并聯(lián)。總電流傳感器(700)將并聯(lián)后總的電流信號(hào)送至整流和穩(wěn)流穩(wěn)壓裝置(500)，該設(shè)備根據(jù)此信號(hào)自動(dòng)補(bǔ)充負(fù)載需要的特定電流。而光伏電源(100)就不管負(fù)載需要多少，經(jīng)直流阻抗變換器(200)最大功率往負(fù)載(800)上送。只要控制光伏的總裝機(jī)容量不超過(guò)負(fù)載的容量，光伏電源達(dá)到最大時(shí)，負(fù)載都不會(huì)過(guò)載。為了更加安全，可控制光伏的裝機(jī)容量控制在負(fù)載功率的90%以內(nèi)。解決了一般交流并網(wǎng)光伏電源功率不超過(guò)電網(wǎng)容量20%的問(wèn)題。直流阻抗變換器(200)的方框圖如圖2，其主開(kāi)關(guān)電路拓?fù)鋱D如圖3、圖4、圖5，圖3是橋式變換電路；圖4是升壓型單臂電路、圖5是降壓型單臂電路。橋式電路成本高、效率高，適合于中、大功率的變換，單臂電路成本低、效率低，適合小功率。其原理都是以微電腦控制模塊(201)控制以IGBT為主開(kāi)關(guān)元件的主開(kāi)關(guān)電路(202)的通斷占空比來(lái)達(dá)到調(diào)整電壓的目的。將電流傳感器(203 )和電壓傳感器(204 )上送至微電腦控制控制模塊，通過(guò)電流、電壓信號(hào)計(jì)算其輸出功率，微電腦控制模塊(201)主動(dòng)將主開(kāi)關(guān)電路(202)的通斷占空比進(jìn)行微小的擾動(dòng)，使輸出電壓微小的變化，并對(duì)比占空比變化帶來(lái)的輸出功率變化，沿著功率增大的方向繼續(xù)調(diào)整占空比，直至出現(xiàn)功率變化的拐點(diǎn)，就反方向調(diào)節(jié)占空比。動(dòng)態(tài)跟蹤過(guò)程達(dá)到實(shí)時(shí)最大功率輸出的目的。用4個(gè)SKIIP2413 IGBT元件組成一個(gè)橋式變換電路，一塊TMS320LF2406A DSP芯片組成電腦控制模塊，一個(gè)AS3000的電流傳感器，一個(gè)V500的電壓傳感器組成一臺(tái)直流阻抗變換器。用一臺(tái)WL3000/400穩(wěn)流穩(wěn)壓電源做電網(wǎng)整流設(shè)備，用3900塊TLNZ-235多晶光伏電池組件組成一個(gè)13X300的光伏電源陣列。電網(wǎng)整流設(shè)備的輸出為3000A/400V。光伏電源輸出2350A/390V。光伏電源通過(guò)直流阻抗變換與整流設(shè)備輸出并聯(lián)。再用一個(gè)AS3000的電流傳感器做總電流反饋給整流設(shè)備。就可給一個(gè)3000A/400V的直流負(fù)載如電解槽供電。
權(quán)利要求1.一種光伏電源與電網(wǎng)電源并聯(lián)給負(fù)載供電裝置，其特征是，光伏電源(100)依次聯(lián)直流阻抗變換器(200)、光伏電源電流傳感器(300)后，與電網(wǎng)電源(600)聯(lián)整流和穩(wěn)流穩(wěn)壓裝置(500)形成的直流電源電路并聯(lián)，并聯(lián)后設(shè)總電流傳感器(700)，總電流傳感器(700)連負(fù)載(800);電壓傳感器(400)與負(fù)載(800)并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光伏電源與電網(wǎng)電源并聯(lián)給負(fù)載供電裝置，其特征是，所述直流阻抗變換器(200)主要由微電腦控制模塊(201)連接IGBT主開(kāi)關(guān)電路(202)構(gòu)成，同時(shí)串聯(lián)電流傳感器(203)和并聯(lián)電壓傳感器(400)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光伏電源與電網(wǎng)電源并聯(lián)給負(fù)載供電裝置，光伏電源(100)依次聯(lián)直流阻抗變換器(200)、光伏電源電流傳感器(300)后，與電網(wǎng)電源(600)聯(lián)整流和穩(wěn)流穩(wěn)壓裝置(500)形成的直流電源電路并聯(lián)，并聯(lián)后設(shè)總電流傳感器(700)，總電流傳感器(700)連負(fù)載(800)。本實(shí)用新型既能滿足光伏電源的最大功率輸出，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行無(wú)任何影響，是一種能滿足不同負(fù)載要求的直流電源。
文檔編號(hào)H02J1/10GK203056579SQ20122057338
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者張恩理, 婁志林 申請(qǐng)人:湖南天利恩澤太陽(yáng)能科技有限公司