專利名稱：光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏逆變發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)模日益壯大，對(duì)能源的需求也在不斷增長(zhǎng)。傳統(tǒng)的三大能源石油、煤炭和天然氣的總量有限，即將面臨枯竭，同時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。相比之下，太陽(yáng)能作為ー種可再生資源，因?yàn)槠錈o污染、分布廣泛且輻射量高，被國(guó)際社會(huì)公認(rèn)為最理想的新能源之一。光伏發(fā)電則是目前高效利用太陽(yáng)能的最佳途徑之一，深入研究光伏發(fā)電技術(shù)，提高發(fā)電效率有著重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。傳統(tǒng)的光伏逆變器一般由太陽(yáng)能光伏電池、儲(chǔ)能元件、控制器、變壓器、逆變電路 和濾波電路等組成。光伏電池的能量來源于太陽(yáng)，而光照條件各地不一，同時(shí)受云層及地球自轉(zhuǎn)的影響，總是處于變化的狀態(tài)。為了保證光照等外界因素不會(huì)影響負(fù)載的正常運(yùn)行，勢(shì)必要采取一定的措施穩(wěn)定光伏電池的輸出功率。目前普遍采取儲(chǔ)能技術(shù)來平衡光伏電池的輸出功率，而在光伏發(fā)電行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的是鉛酸蓄電池儲(chǔ)能。當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)配備鉛酸蓄電池時(shí)，光伏電池產(chǎn)生的多余能量存入蓄電池中，并在光照不足時(shí)與光伏電池一起供電。存在的問題是，使用蓄電池儲(chǔ)能需要考慮蓄電池組所占用的空間，以及更換蓄電池所需的維護(hù)費(fèi)用。另外，處理廢棄蓄電池的費(fèi)用也是很高昂的，過高的成本制約了光伏行業(yè)的發(fā)展，使得光伏發(fā)電難以大范圍推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率較低、成本較高的不足，本發(fā)明提供ー種發(fā)電效率較高、降低成本的光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置，包括太陽(yáng)能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負(fù)載，所述太陽(yáng)能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負(fù)載連接；所述市電補(bǔ)償裝置還包括市電補(bǔ)償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補(bǔ)償控制器連接，所述市電補(bǔ)償控制器與DC/DC變換器相連，其中，所述市電補(bǔ)償控制器中，當(dāng)光伏電池輸出功率不足時(shí)接入市電，起始時(shí)刻有U。〉^，光伏電池和市電側(cè)變換器進(jìn)行換流，I。上升，Ib下降；光伏電池輸出電流下降即光伏電池工作點(diǎn)右移，Ub開始上升；在Ib下降到零之前，Uc=Ub, Ib不再下降；調(diào)節(jié)市電側(cè)變換器的輸出或光照增強(qiáng)使UcXUb,光伏電池和市電側(cè)變換器再次換流，Ib上升，下降；光伏電池輸出電流上升即光伏電池工作點(diǎn)左移，Ub開始下降；如果在I。下降到零之前依然有UcXUb,市電退出供電，否則在I。下降到零之前，Uc=Ub, I。不再下降。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在(I)市電補(bǔ)償方式可以提前光伏發(fā)電系統(tǒng)的起始供電時(shí)刻，延長(zhǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作時(shí)間；
(2)市電補(bǔ)償方式能夠充分利用處于補(bǔ)償范圍內(nèi)的太陽(yáng)能，提高發(fā)電效率；(3)市電補(bǔ)償方式不需要配備高功率的光伏電池，在減少供電時(shí)間或提高市電補(bǔ)償百分比的前提下甚至可以降低光伏電池的功率等級(jí)，減少成本；( 4 )市電補(bǔ)償方式不需要考慮儲(chǔ)能電池占用的空間，也不會(huì)造成環(huán)境污染。


圖I為基于市電補(bǔ)償?shù)墓夥孀兤魍匮a(bǔ)結(jié)構(gòu)圖。圖2為市電補(bǔ)償裝置功率平衡原理示意圖。圖3為基于市電補(bǔ)償?shù)墓夥孀兤鞴ぷ髁鞒虉D。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。參照?qǐng)DI 圖3，一種光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置，包括太陽(yáng)能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負(fù)載，所述太陽(yáng)能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負(fù)載連接；所述市電補(bǔ)償裝置還包括市電補(bǔ)償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補(bǔ)償控制器連接，所述市電補(bǔ)償控制器與DC/DC變換器，其中，市電補(bǔ)償控制器能夠根據(jù)當(dāng)前工作情況決定是否開啟補(bǔ)償功能，確保光伏電池的利用率達(dá)到最高。圖I為基于市電補(bǔ)償?shù)墓夥孀兤魍匮a(bǔ)結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)兩個(gè)電壓源并聯(lián)時(shí)只有兩者的輸出電壓完全一致才能同時(shí)向外輸出功率，否則只有輸出電壓高的電壓源向外輸出功率?？紤]如圖2所示電路，光伏電池與AC/DC變換器通過ニ極管并聯(lián)后向負(fù)載供電，Ub、Ib,Pb分別為光伏電池的輸出電壓、電流和功率，U。、I。、P。分別為AC/DC變換器的輸出電壓、電流和功率，U、I、P分別為負(fù)載上的電壓、電流和功率。光伏電池輸出功率不足的情況下才接入市電，因此起始時(shí)刻有υ?！?，光伏電池和市電側(cè)變換器進(jìn)行換流，I。上升，Ib下降。光伏電池輸出電流下降即光伏電池工作點(diǎn)右移，Ub開始上升。因光伏電池的開路電壓必定高于U。，在Ib下降到零之前，Uc=Ub, Ib不再下降。調(diào)節(jié)市電側(cè)變換器的輸出或光照增強(qiáng)使UcXUb,光伏電池和市電側(cè)變換器再次換流，Ib上升，I。下降。光伏電池輸出電流上升即光伏電池工作點(diǎn)左移，Ub開始下降。如果在I。下降到零之前依然有UcXUb,意味著光伏電池已經(jīng)能夠單獨(dú)支撐負(fù)載的供電，市電可以退出供電，否則在I。下降到零之前，U。= Ub, I。不再下降。綜上所述，在光伏電池輸出功率不足吋，無論是光照還是U。發(fā)生變化都有Uc=Ub,而Ib不受I。的約束，與正常情況下ー樣僅是Ub及光照、溫度的函數(shù)，Pb=UbX Ib，因此Pb也僅與Ub及光照、溫度有夫，改變U。，Pb也隨之改變。因?yàn)镻。= P-Pb,所以市電側(cè)變換器僅輸出光伏電池不足部分的功率。圖2為市電補(bǔ)償裝置功率平衡原理示意圖。系統(tǒng)工作時(shí)，光伏電池在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生電能，電能無需保存在儲(chǔ)能元件中，而是由市電補(bǔ)償控制裝置檢測(cè)此時(shí)光伏電池的輸出功率。如果功率足夠則直接由DC/DC變換提升至所需電壓，經(jīng)穩(wěn)壓后逆變，再經(jīng)過濾波達(dá)到220V/50HZ的市電標(biāo)準(zhǔn)，供給負(fù)載；如果光伏電池功率不足，開啟市電補(bǔ)償功能，由市電補(bǔ)全不足的功率，經(jīng)由AC/DC變換至直流穩(wěn)壓，再進(jìn)行逆變，濾波后同樣能達(dá)到市電的標(biāo)準(zhǔn)。圖3為基于市電補(bǔ)償?shù)墓夥孀兤鞴ぷ髁鞒虉D。
權(quán)利要求
1.一種光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置，包括太陽(yáng)能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負(fù)載，所述太陽(yáng)能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負(fù)載連接；其特征在于所述市電補(bǔ)償裝置還包括市電補(bǔ)償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補(bǔ)償控制器連接，所述市電補(bǔ)償控制器與DC/DC變換器，其中，所述市電補(bǔ)償控制器中， 當(dāng)光伏電池輸出功率不足時(shí)接入市電，起始時(shí)刻有1>隊(duì)，光伏電池和市電側(cè)變換器進(jìn)行換流，I。上升，Ib下降；光伏電池輸出電流下降即光伏電池工作點(diǎn)右移，Ub開始上升；在Ib下降到零之前，Ub=Uc, Ib不再下降； 調(diào)節(jié)市電側(cè)變換器的輸出或光照增強(qiáng)使UcXUb,光伏電池和市電側(cè)變換器再次換流，Ib上升，I。下降；光伏電池輸出電流上升即光伏電池工作點(diǎn)左移，Ub開始下降；如果在I。下降到零之前依然有UcXUb,市電退出供電，否則在I。下降到零之前，Ub = U。，I。不再下降。
全文摘要
一種光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置，包括太陽(yáng)能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負(fù)載，所述太陽(yáng)能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負(fù)載連接；所述市電補(bǔ)償裝置還包括市電補(bǔ)償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補(bǔ)償控制器連接，所述市電補(bǔ)償控制器與DC/DC變換器。本發(fā)明提供一種發(fā)電效率較高、降低成本的光伏逆變器的市電補(bǔ)償裝置。
文檔編號(hào)H02J9/06GK102856973SQ201210329659
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者陳國(guó)定, 薛東, 黃學(xué)宇, 饒寧 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)