專利名稱：一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種將市電作為備電與光伏電力共網(wǎng)應(yīng)
用的控制裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前光伏發(fā)電應(yīng)用發(fā)展十分迅速，目前的應(yīng)用系統(tǒng)方式主要有離網(wǎng)型和并網(wǎng)型兩 種；若按負(fù)載形式又分為直流應(yīng)用和交流應(yīng)用兩種。 離網(wǎng)型應(yīng)用系統(tǒng)主要由光伏電池、控制器、蓄電池組成，即白天光伏發(fā)電電力由蓄 電池儲(chǔ)存，晚間(或需用電時(shí))，由蓄電池作為系統(tǒng)備電向負(fù)載供電使用。當(dāng)負(fù)載為交流負(fù) 荷時(shí)，該系統(tǒng)還包括逆變器。 并網(wǎng)型應(yīng)用系統(tǒng)主要由光伏電池、控制器、并網(wǎng)逆變器組成，即光伏發(fā)電直接上 網(wǎng)，進(jìn)入市政電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配使用，目前大型光伏電站均是這種應(yīng)用形式。 此外目前又出現(xiàn)一種光伏發(fā)電在用戶側(cè)并網(wǎng)應(yīng)用方式，即光伏電力經(jīng)逆變后，要 求嚴(yán)格跟蹤市電配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，在用戶應(yīng)用側(cè)加入，與市電同時(shí)向負(fù)載供電。為保證與 之并網(wǎng)的市政電網(wǎng)運(yùn)行安全，要求該系統(tǒng)實(shí)施嚴(yán)格保護(hù)防止"孤島效應(yīng)"發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，是一種使光伏電力 與市電直流共網(wǎng)應(yīng)用的控制裝置。
采用的技術(shù)方案是 —種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，包括匯流單元、市電接入單元和控制單 元，其結(jié)構(gòu)圖如圖l所示。 本發(fā)明的匯流單元，可以接入n路(n可以等于1)的直流電壓參數(shù)一致的光伏電 力，通過(guò)保護(hù)二級(jí)管匯流成可滿足直流負(fù)載用電需求的直流電力(標(biāo)準(zhǔn)為12VDC/24VDC/ 36VDC/48VDC/110VDC/220VDC/380VDC)，與經(jīng)變壓整流的相同電壓等級(jí)的市電連接在一起， 向直流用電負(fù)載共網(wǎng)供電。 本發(fā)明的市電接入單元，是將市電變壓整流成與系統(tǒng)用電電壓相一致的直流供電 電源，與經(jīng)匯流后的光伏發(fā)電接在一起向直流負(fù)載供電。 本發(fā)明的控制原理是當(dāng)光伏發(fā)電直流電力電壓略高于接入的市電直流電力電壓
后，系統(tǒng)將優(yōu)先使用光伏電力向直流負(fù)載供電。反之，當(dāng)光伏電力不足時(shí)，即直流光伏電力
電壓略低于接入的市電直流電壓時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)選擇由市電向直流負(fù)載供電。 本發(fā)明的控制單元，首先監(jiān)測(cè)各路光伏發(fā)電的電壓參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出關(guān)斷該路
光伏發(fā)電指令，并實(shí)施關(guān)斷。同時(shí)監(jiān)測(cè)市電經(jīng)變壓整流的電壓參數(shù)，發(fā)現(xiàn)故障和異常，立即
發(fā)出關(guān)斷控制指令，實(shí)施關(guān)斷保護(hù)。 本發(fā)明控制單元工作流程如圖2所示。 本發(fā)明控制單元，核心部分是一個(gè)可滿足高速采樣的微控制器芯片，由它和相應(yīng)的外圍電路及器件組成，可對(duì)各個(gè)相關(guān)電壓監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行高速采樣運(yùn)算?，F(xiàn)以選用
C8051F020芯片作為本發(fā)明控制單元核心芯片為例，電路原理圖如圖3所示。 本發(fā)明裝置是一種將市政電力作為光電應(yīng)用系統(tǒng)的備電，實(shí)現(xiàn)光伏電力安全可靠
地向直流負(fù)載供電應(yīng)用。特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)光伏電力"即發(fā)即用"，系統(tǒng)無(wú)需蓄電池，系統(tǒng)不存在發(fā)
生逆向功率的可能，大大降低系統(tǒng)造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用，并避免蓄電池造成的二次污染。


圖1為直流共網(wǎng)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明工作流程圖。
圖3為控制單元電路原理樣圖。
具體實(shí)施例方式
—種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，由匯流單元、市電接入單元和控制單元 組成。其中控制單元的核心芯片選用C8051F020，工作流程按以下步驟執(zhí)行，如圖2所示
步驟一、接收來(lái)自n路(n可以等于l)光伏電力的電壓參數(shù)，接收來(lái)自市電經(jīng)變壓 整流的電壓參數(shù)。 步驟二、與原設(shè)定的各項(xiàng)正常值進(jìn)行比較。 步驟三、發(fā)現(xiàn)異常。對(duì)相應(yīng)監(jiān)測(cè)回路發(fā)出關(guān)斷指令。 步驟四、實(shí)施關(guān)斷。各項(xiàng)監(jiān)測(cè)繼續(xù)進(jìn)行。 步驟五、當(dāng)監(jiān)測(cè)參數(shù)正常后，延時(shí)固定值(ls-60s)，發(fā)出開通該路指令，并對(duì)該路 實(shí)施開通。 以此循環(huán)往復(fù)。
權(quán)利要求
一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，包括匯流單元、市電接入單元和控制單元，該裝置與經(jīng)過(guò)整流或變壓的市政電網(wǎng)共網(wǎng)應(yīng)用為直流負(fù)載用電網(wǎng)供電；所述匯流單元，可以接入n路的直流電壓參數(shù)一致的光伏電力，通過(guò)保護(hù)二級(jí)管匯流成可滿足直流負(fù)載用電需求的直流電力，與經(jīng)變壓整流的相同電壓等級(jí)的市電連接在一起，向直流用電負(fù)載共網(wǎng)供電，其中n可等于1；所述的市電接入單元，是將市電變壓整流成與系統(tǒng)用電電壓相一致的直流供電電源，與經(jīng)匯流后的光伏發(fā)電接在一起向直流負(fù)載供電；所述的控制單元，核心部分是一個(gè)可滿足高速采樣的微控制器芯片，由它和相應(yīng)的外圍電路及器件組成，可對(duì)各個(gè)相關(guān)電壓監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行高速采樣運(yùn)算；首先監(jiān)測(cè)各路光伏發(fā)電的電壓參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出關(guān)斷該路光伏發(fā)電指令，并實(shí)施關(guān)斷；同時(shí)監(jiān)測(cè)市電經(jīng)變壓整流的電壓參數(shù)，發(fā)現(xiàn)故障和異常，立即發(fā)出關(guān)斷控制指令，實(shí)施關(guān)斷保護(hù)；當(dāng)光伏發(fā)電直流電力電壓略高于接入的市電直流電力電壓后，系統(tǒng)將優(yōu)先使用光伏電力向直流負(fù)載供電；反之，當(dāng)光伏電力不足時(shí)，即直流光伏電力電壓略低于接入的市電直流電壓時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)選擇由市電向直流負(fù)載供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，其特征在于將光伏電力與整流轉(zhuǎn)換成直流的市電在控制單元連接共同向直流負(fù)載供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，其特征是當(dāng)光伏電力電壓略高于轉(zhuǎn)換成直流的市電電壓時(shí)，優(yōu)先使用光伏電力向直流負(fù)載供電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，其特征在于保證了光伏電力的即發(fā)即用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，其特征在于具有對(duì)光伏電力電壓和轉(zhuǎn)換成直流的市電電壓監(jiān)測(cè)功能，出現(xiàn)異常時(shí)可實(shí)施對(duì)市電安全和用電負(fù)載安全的保護(hù)控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏發(fā)電應(yīng)用的直流共網(wǎng)控制裝置，其特征在于所述的微控制器芯片為C8051F020芯片。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種使光伏電力與市電直流共網(wǎng)應(yīng)用的控制裝置，包括匯流單元、市電接入單元和控制單元，控制單元的微處理器芯片采用C8051F020芯片，是一種使光伏電力與市電直流共網(wǎng)應(yīng)用的控制裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，使光伏系統(tǒng)所發(fā)直流電力與經(jīng)變壓整流的相同電壓等級(jí)的市電連接在一起，向直流用電負(fù)載共網(wǎng)供電，優(yōu)先使用光伏電力，無(wú)需蓄電池，市電作為備電，使光伏電力“即發(fā)即用”，實(shí)現(xiàn)最大限度的利用并具有控制保護(hù)功能。
文檔編號(hào)H02H3/00GK101741134SQ200910220629
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者劉葉冰, 王欣, 賈寧, 邢巖 申請(qǐng)人:西東控制集團(tuán)(沈陽(yáng))有限公司