一种分布式电源并网接入装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种分布式电源并网接入装置，包括：依次相连的输入端、直流升压电路、逆变电路、EMI滤波器、输出端；还包括：辅助电源和控制系统；所述辅助电源为所述控制系统供电；所述控制系统包括：推挽控制电路、DSP控制器、MPPT算法模块、AD采集电路；所述AD采集电路对输入的直流电压电流进行采集作为算法控制的原始数据传给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述原始数据进行过流过压判断，并根据判断结果，通过所述MPPT算法模块进行调制，使所述推挽控制电路动作对所述输入的直流电压电流进行调节；本发明适用于现有的分布式电源系统，能够有效且高效的实现分布式电源并网。
【专利说明】
一种分布式电源并网接入装置
技术领域
[0001]本发明涉及光伏发电设备技术领域，特别是指一种分布式电源并网接入装置。
【背景技术】
[0002]由于传统电力系统的某些弊端、传统能源资源的枯竭、当今社会对电能质量要求的提高以及世界各国对环保问题的日益重视，分布式发电凭借其就地发电服务用户、清洁环保等诸多优点，正受到世界各国的关注。但在利用其优点的同时，它的技术难点和缺点也不容忽视:分布式电源并网将会对电力系统的规划、运行、控制及保护等方面产生一系列不利的影响，并网逆变器容易产生谐波、备用容量调节、电网自动化信息交互等问题，使得电力系统负荷的预测和规划运行的不确定性增大，工作难度也相对增大。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种适用于现有的分布式电源系统，能够有效且高效的实现分布式电源并网的分布式电源并网接入装置。
[0004]基于上述目的本发明提供的一种分布式电源并网接入装置，包括:依次相连的输入端、直流升压电路、逆变电路、EMI滤波器、输出端;其中，所述输入端连接分布式电源的光伏板，所述输出端连接电网；从所述光伏板输出的直流电经过所述直流升压电路后将能量输入给所述逆变电路，所述逆变电路将能量转换成稳定的交流输出，经过所述EMI滤波器后最终向所述电网传送能量；
[0005]所述分布式电源并网接入装置还包括:辅助电源和控制系统;所述辅助电源为所述控制系统供电；所述控制系统包括:推挽控制电路、DSP控制器、MPPT算法模块、AD采集电路;所述AD采集电路对输入的直流电压电流进行采集作为算法控制的原始数据传给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述原始数据进行过流过压判断，并根据判断结果，通过所述MPPT算法模块进行调制，使所述推挽控制电路动作对所述输入的直流电压电流进行调
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[0006]在一些实施例中，所述控制系统还包括:SPWM驱动模块;所述SPffM驱动模块根据所述DSP控制器信号调制，控制所述逆变电路通断并使输入来的直流电调制为220V交流电。
[0007]在一些实施例中，所述控制系统还包括:过流反馈模块;所述过流反馈模块采集输出的交流电流信号反馈至所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述交流电流信号进行过流判断，并根据判断结果，对所述逆变电路的输出进行调节。
[0008]在一些实施例中，所述控制系统还包括:过压反馈模块;所述过压反馈模块采集输出的交流电压信号反馈至所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述交流电压信号进行过压判断，并根据判断结果，对所述逆变电路的输出进行调节。
[0009]在一些实施例中，所述直流升压电路与逆变电路之间，还连接有滤波模块。
[0010]在一些实施例中，还包括:用于与双向电表相连的连接端。
[0011]在一些实施例中，还包括:通讯模块;所述通讯模块用于与用电服务平台通讯以上传用户的用电信息。
[0012]从上面所述可以看出，本发明提供的分布式电源并网接入装置，通过对现有并网流程地改进，使用户真正体验到即插即用、方便安装的光伏并网服务。本装置采用集成控制器、逆变器、滤波器等部件，支持光伏组件即插即用，支持多余发电量并网，还具备通信功能，能够与系统实现对接，完成数据传输，有效且高效的实现了分布式电源的并网。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本发明实施例的分布式电源并网接入装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0016]参考图1，为本发明实施例的分布式电源并网接入装置结构示意图。
[0017]本发明实施例提供了一种分布式电源并网接入装置，其与分布式电源相连，用于辅助完成分布式电源的并网。本发明实施例中，所述分布式电源为光伏电源。
[0018]本实施例的分布式电源并网接入装置，包括:依次相连的输入端1、直流升压电路
2、逆变电路3、EMI滤波器4、输出端5。其中，输入端I连接分布式电源的光伏板，输出端5连接电网；从光伏板输出的直流电经过直流升压电路2后将能量输入给逆变电路3，逆变电路3将能量转换成稳定的交流输出，经过EMI滤波器4后最终向电网传送能量。
[0019]其中，逆变电路3是本实施例的装置的核心部分，通过新的拓扑架构，将太阳能电池的不稳定直流电，通过高频功率电子，转换成电压稳定，满功率输出的交流电，并最终向电网传送能量，具有较高的转化效率和可靠性。而EMI滤波器4采用两级LC滤波器方案，针对EMI滤波器和功率逆变单元进行优化设计，并且在满足电网要求前提下，尽量较少了滤波器体积。
[0020]另外，本实施例的分布式电源并网接入装置还包括:辅助电源和控制系统。
[0021]其中，所述辅助电源为所述控制系统供电；具体的，辅助电源提供DSP控制器7、推挽控制电路6、晶体管以及其他模块所需要的直流母线电压。本实施例的装置需要的辅助电源设计以便减小待机功耗，它是节能化产品的一个重要的指标，同时辅助电源设计对降低整机成本，减小整机体积。
[0022]所述控制系统包括:推挽控制电路6、DSP控制器7、MPPT算法模块8、AD采集电路9。DSP控制器7主要负责功率变换的控制算法，最大功率跟踪算法，起停机，保护功能。同时融合并网算法，并网锁相，并网故障检测，故障处理。MPPT算法模块8主要用于检测主回路直流电压及输出电流，计算出太阳能阵列的输出功率，并实现对最大功率点的追踪，使直流输入电压有较宽的适应范围。
[0023]在进行并网时，AD米集电路9对输入的直流电压电流进行米集作为算法控制的原始数据传给所述DSP控制器7，DSP控制器7根据所述原始数据进行过流过压判断，并根据判断结果，通过MPPT算法模块8进行调制，使推挽控制电路6动作对输入的直流电压电流进行调节。具体的，当DSP控制器7判定当前处于过流过压状态时，通过MPPT算法模块8进行调制，使推挽控制电路6将输入的直流电压电流调解至标准值。
[0024]在优选实施例中，所述控制系统还包括:SPWM驱动模块10;SPWM驱动模块10根据DSP控制器7信号调制，控制逆变电路3通断并使输入来的直流电调制为220V交流电。
[0025]在优选实施例中，所述控制系统还包括:过流反馈模块11;过流反馈模块11采集输出的交流电流信号反馈至DSP控制器7，DSP控制器7根据所述交流电流信号进行过流判断，并根据判断结果，对逆变电路3的输出进行调节。
[0026]在优选实施例中，所述控制系统还包括:过压反馈模块12;过压反馈模块12采集输出的交流电压信号反馈至DSP控制器7，DSP控制器7根据所述交流电压信号进行过压判断，并根据判断结果，对逆变电路3的输出进行调节。
[0027]具体的，对于所述优选实施例，因为光伏板制造工艺的限制，光伏板上获得的电能随着光照强度的增加并不是持续增大的，故而存在一个电压值对应点为最大功率点。通过MPPT算法模块8可以有效使设备处在最大功率点附近工作。从光伏板输出的直流电进入直流升压电路2将能量输入给逆变电路3，同时AD采集电路9对该直流电电压电流进行采集作为算法控制的原始数据传给DSP控制器7，DSP控制器7根据该数据进行过流过压判断以及进行MPPT算法调制来使推挽控制电路6动作。同时DSP控制器7输出控制信号，通过SPffM驱动模块10进行SPffM信号调制，控制逆变电路3通断使由上一级输入来的直流电调制为220V交流电，并对其输出进行滤波处理，对输出电压电流信号进行采集，防止输出过流过压。
[0028]在一些其他实施例中，直流升压电路2与逆变电路3之间，还连接有滤波模块，通过该滤波模块，对输入的信号进行滤波处理。
[0029]在一些其他实施例中，所述分布式电源并网接入装置还包括:用于与双向电表相连的连接端。通过连接端连接双向电表后，使得能源流在用户家庭、本发明实施例的分布式电源并网接入装置和电网之间相互传输，当无法使用光伏发电时，用户所用的电为电网供电；使用光伏发电时，用户除了可以自主供电外，还可以将光伏发电剩余电流返还到电网，整个过程都是双向的。
[0030]进一步的，所述分布式电源并网接入装置还包括:通讯模块。该通讯模块用于与用电服务平台通讯以上传用户的用电信息。对于本发明实施例的装置来说，除了如上所述的用于实现用户用电，以及多余发电量的并网功能的能量流外，还包括辅助用户日常用电的信息流。用户可以通过手机等智能移动终端通过用电服务平台获取其日常的用电信息，而用电服务平台中供用户查阅的所述用电信息即来自本发明实施例的装置。
[0031]此外，在本发明的其他实施例中，所述分布式电源并网接入装置还包括有防雷保护模块等其他常用的保护性单元模块。
[0032]由上述实施例可见，本发明的分布式电源并网接入装置，解决了现有技术中分布式电源并网存在的问题，开展分布式电源即插即用示范应用。通过建设屋顶光伏工程，示范应用分布式光伏发电即插即用接口装置，推广分布式电源即插即用技术和模式。通过光伏发电和剩余电返还到电网，还可以节约能源，节省用户开支，用户在使用智能化信息服务平台时相对于传统的用电服务更加方便、快捷。
[0033]所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0034]另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
[0035]尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
[0036]本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种分布式电源并网接入装置，其特征在于，包括:依次相连的输入端、直流升压电路、逆变电路、EMI滤波器、输出端;其中，所述输入端连接分布式电源的光伏板，所述输出端连接电网；从所述光伏板输出的直流电经过所述直流升压电路后将能量输入给所述逆变电路，所述逆变电路将能量转换成稳定的交流输出，经过所述EMI滤波器后最终向所述电网传送能量； 所述分布式电源并网接入装置还包括:辅助电源和控制系统;所述辅助电源为所述控制系统供电;所述控制系统包括:推挽控制电路、DSP控制器、MPPT算法模块、AD采集电路;所述AD采集电路对输入的直流电压电流进行采集作为算法控制的原始数据传给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述原始数据进行过流过压判断，并根据判断结果，通过所述MPPT算法模块进行调制，使所述推挽控制电路动作对所述输入的直流电压电流进行调节。2.根据权利要求1所述的分布式电源并网接入装置，其特征在于，所述控制系统还包括:SPWM驱动模块;所述SPWM驱动模块根据所述DSP控制器信号调制，控制所述逆变电路通断并使输入来的直流电调制为220V交流电。3.根据权利要求2所述的分布式电源并网接入装置，其特征在于，所述控制系统还包括:过流反馈模块;所述过流反馈模块采集输出的交流电流信号反馈至所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述交流电流信号进行过流判断，并根据判断结果，对所述逆变电路的输出进行调节。4.根据权利要求2所述的分布式电源并网接入装置，其特征在于，所述控制系统还包括:过压反馈模块;所述过压反馈模块采集输出的交流电压信号反馈至所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述交流电压信号进行过压判断，并根据判断结果，对所述逆变电路的输出进行调节。5.根据权利要求1所述的分布式电源并网接入装置，其特征在于，所述直流升压电路与逆变电路之间，还连接有滤波模块。6.根据权利要求1所述的分布式电源并网接入装置，其特征在于，还包括:用于与双向电表相连的连接端。7.根据权利要求6所述的分布式电源并网接入装置，其特征在于，还包括:通讯模块;所述通讯模块用于与用电服务平台通讯以上传用户的用电信息。
【文档编号】H02J3/38GK106026167SQ201610475105
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王立涛, 邓伟, 于建成, 赵新, 徐科, 姚国风, 耿亮, 唐新忠, 成杨, 李天杰, 庄斌, 王旭东
【申请人】国家电网公司, 国网天津市电力公司, 北京国电通网络技术有限公司