太阳能与电网不间断供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及太阳能与电网不间断供电技术，具体为一种太阳能发电与电网同时向用户供电的系统。该太阳能与电网不间断供电系统主要由太阳能电池板①、汇流箱②、蓄电池③、控制单元④、逆变单元⑤组成。本发明根据检测到的用户所需电流大小，控制太阳能发电的逆变单元向用户电路输出电流，使太阳能发电与电网同时为用户供电，但太阳能供电为主，电网供电为辅。若切断本系统与电网的连接，也可以作为独立电站，向用户供电。通过电网的补充，也可以实现太阳能与电网的不间断供电功能。本发明尤其适用于电能紧缺的地区，同时也是绿色能源有效利用的最佳解决方案，是一种可再生新能源的新型应用，拓广了光伏发电的领域，提出了一种新型光伏发电的应用方案。
【专利说明】太阳能与电网不间断供电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏应用技术，具体为一种太阳能与电网不间断供电系统，针对太阳能并网供电系统，涵盖了光伏技术、工频逆变、自动化控制等方面的相关技术，尤其适用于电能紧缺的地区，同时也是绿色能源有效利用的最佳解决方案。
【背景技术】
[0002]现阶段光伏发电应用多为太阳能离网发电站、太阳能并网电站、太阳能路灯等。另外太阳能与市电互补系统目前也有很多产品，供电负载为专门设计的交直流通用设备。现有的并网发电系统向某区域内电网供电，电站规模较大，容量不能超过本范围内用电量，系统无法作为定型产品进行量产。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种太阳能与电网不间断供电系统，提出了一种新型太阳能发电的应用方案。将太阳能与电网结合到一起，实现太阳能发电与电网同时供电，切换过程不间断供电。控制系统根据用户的用电量，控制太阳能发电输出电能的多少，使太阳能发出的电能仅被用户消耗，不会向电网馈电、对电网造成影响，也可实现独立电站的功能。
[0004]本发明的技术方案是:
一种太阳能与电网不间断供电系统，该太阳能与电网不间断供电系统由太阳能电池板①、汇流箱②、蓄电池③、控制单元④、逆变单元⑤组成。
[0005]所述的太阳能与电网不间断供电系统，太阳能通过电池板转换成直流电，用汇流箱把各个电池板的直流电统一输出给④控制单元。
[0006]所述的太阳能与电网不间断供电系统，控制单元④能够为蓄电池充电和对逆变单元供电。
[0007]所述的太阳能与电网不间断供电系统，控制单元④检测电网电压VI，并对电网输入电流I1、逆变单元输出电流12、用户负载所需电流13进行检测。
[0008]所述的太阳能与电网不间断供电系统，控制单元④检测电网电压Vl用来做电网相位检测。
[0009]所述的太阳能与电网不间断供电系统，控制单元④根据检测到的用户负载所需电流13，控制逆变单元⑤输出的电流12，并保持12〈13，当13接近零时逆变单元⑤停止输出。
[0010]所述的太阳能与电网不间断供电系统，控制单元④对检测到的I1、12、13进行计算，监测其满足:11+12=13，当不满足这个条件时，立即调整逆变单元⑤的输出电流12。
[0011]所述的太阳能与电网不间断供电系统，逆变单元⑤输出电流12的相位和频率与
13(或II)相同，且电流12的大小和方向可以由控制单元④决定。
[0012]所述的太阳能与电网不间断供电系统，逆变单元④和控制单元⑤的供电采用双电源供电，当电网失电后，可以由蓄电池③进行供电。
[0013]所述的太阳能与电网不间断供电系统，当系统与电网脱离后，系统可以作为离网电站向用户供电。
[0014]本发明的有益效果是:
1.本发明使太阳能发电与电网同时为用户供电，但太阳能供电为主，电网供电为辅。若切断本系统与电网的连接，也可以作为独立电站，向用户供电。尤其适用于电能紧缺的地区，同时也是绿色能源有效利用的最佳解决方案，是一种可再生新能源的新型应用，拓广了光伏发电的领域，提出了一种新型光伏发电的应用方案。
[0015]2.本发明在太阳能发电不足时，通过电网的补充，可以实现太阳能与电网的不间断供电功能。
[0016]3.本发明控制系统根据用户的用电量，控制太阳能发电输出电能的多少，使太阳能发出的电能全部被用户消耗，不会向电网馈电，对电网造成影响。
[0017]4.本发明结构简单，智能化程度高，系统串入电网与用户线路，不需要人工操作，根据检测到用户的用电情况，将太阳能发电向用户供电。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明系统结构框图，图中①太阳能电池板汇流箱蓄电池；④控制单元；⑤逆变单元检测电网电压的电压传感器；11检测电网向用户输送电流大小的电流传感器；12检测逆变单元输出电流大小的电流传感器；13检测最终向用户输送的电流大小的电流传感器。图中I1、12、13附近的箭头方向规定为电流的正方向。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本发明直接串入电网与用户线路间，不需要人工操作，根据检测到用户的用电情况，将太阳能发出的电供向用户。对于家庭用户，汇流箱②、蓄电池③、控制单元
④、逆变单元⑤可以为一体结构，太阳能电池板①放在室外。
[0020]对于较大容量的系统，需要设置太阳能电池板①、汇流箱②的布置场地，以及存放蓄电池③、控制单元④、逆变单元⑤的专门房间，并且需考虑电网进线位置和用户配电系统的位置。
[0021]如图1所示，本发明电路结构、工作原理和工作过程如下:
(一)电路结构
太阳能电池板①的直流输出连接汇流箱②，汇流箱②的输入侧连接电池板①，输出侧连接控制单元④。
[0022]控制单元④共有五部分对外接口，一部分是连接汇流箱②的直流电；一部分是连接蓄电池③的直流电；一部分是连接电网的交流电源；一部分是为逆变器供电的直流输出端；一部分是检测端口，包括检测电网电压V1、检测电网向用户输送电流I1、检测逆变单元
⑤输出电流12、检测最终向用户输送的电流13。
[0023]逆变单元⑤的输入包括控制单元④的直流电以及控制信号，输出连接用户线路。
[0024]电网先连接控制单元④为其提供电源，并且有一个电压传感器V1、电流传感器Il实时检测电网电压和电流，之后与逆变单元④的输出并联，再经过一个电流传感器13进入用户。
[0025](二)工作原理 太阳能电池板①利用光生伏打效应，将太阳光的能量转换为直流电，在汇流箱②并联得到系统需要的电流。直流电通过控制单元④可以向蓄电池③充电，也可以向逆变单元⑤供电。
[0026]蓄电池③在太阳能发电不足时，将已经存储的直流电通过控制单元④输送给逆变
单元⑤。
[0027]控制单元④将来自汇流箱的直流电存储在蓄电池③中，也可以输送给逆变单元
⑤。控制单元④的运行电源通过DC-DC电路，用蓄电池③供电；也可以用AC-DC电路，用电网电源供电。
[0028]控制单元④根据检测到的电网电压Vl控制逆变单元⑤，使逆变单元⑤输出的交流电相位和频率与电网相同。
[0029]控制单元④根据检测到的用户负载所需电流13，控制逆变单元⑤输出的电流12，并保持12〈13，当13接近零时逆变单元⑤停止输出。
[0030]控制单元④对检测到的I1、12、13进行计算，监测其满足:11+12=13，当不满足这个条件时，立即调整逆变单元⑤的输出电流12。
[0031](三)工作过程
电网接入系统时，系统由电网供电。太阳能电池板①将电能通过汇流箱②输送到控制单元④，控制单元④将电源存储在蓄电池②中，当用户有用电要求时，通过逆变单元⑤向用户供电。
[0032]控制单元④检测用户负载所需电流13，当发现13不为零(即用户有用电要求)时，控制逆变单元⑤根据检测到的电网电压的相位，向用户输出电流12，同时保证12的大小不超过13，系统实时检测I1、12、13，保证11+12=13。若13为零，则停止逆变单元⑤的输出，使12等于零。
[0033]当太阳光不足、蓄电池②已经无法放电时，控制单元④停止逆变单元⑤的输出，用户供电完全由电网提供。
[0034]电网没有接入系统时，系统由蓄电池②或太阳能发电系统供电。太阳能电池板①将电能通过汇流箱②输送到控制单元④，控制单元④将电源存储在蓄电池②中，当用户有用电要求时，通过逆变单元⑤向用户供电。
[0035]控制单元④控制逆变单元⑤始终向用户供电，满足用户的用电需求。当太阳能发电量不足时，由蓄电池②向外供电，直至蓄电池②无法放电，系统停止供电。
【权利要求】
1.一种太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:该系统由太阳能电池板①、汇流箱②、蓄电池③、控制单元④、逆变单元⑤组成。
2.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:控制单元④能够为蓄电池充电和对逆变单元供电。
3.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:控制单元④检测电网电压VI，并对电网输入电流I1、逆变单元输出电流12、用户负载所需电流13进行检测。
4.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:控制单元④检测电网电压Vl用来做电网相位检测。
5.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:控制单元④根据检测到的用户负载所需电流13，控制逆变单元⑤输出的电流12，并保持12〈13，当13接近零时逆变单元⑤停止输出。
6.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:控制单元④对检测到的11、12、13进行计算，监测其满足:11+12=13，当不满足这个条件时，立即调整逆变单元⑤的输出电流12。
7.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:逆变单元⑤输出电流12的相位和频率与13 (或II)相同，且电流12的大小和方向可以由控制单元④决定。
8.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:逆变单元④和控制单元⑤的供电采用双电源供电，当电网失电后，可以由蓄电池③进行供电。
9.按照权利要求1所述的太阳能与电网不间断供电系统，其特征在于:当系统与电网脱离后，系统可以做为离网电站向用户供电。
【文档编号】H02J9/06GK103825357SQ201410105921
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】张立伟 申请人:张立伟