一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置。其特征在于并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置由光伏電池組件（1）、電網(wǎng)（2）、升壓逆變裝置（3）和用戶端（4）四部分組成，光伏電池組件（1）、電網(wǎng)（2）和用戶端（4）分別與升壓逆變裝置（3）相連，升壓逆變裝置（3）上設(shè)有升壓電路（5）、逆變電路（6）、電壓檢裝置（7）、電流檢測(cè)裝置（8）、頻率檢測(cè)裝置（9）、控制核心模塊（10）、并網(wǎng)裝置（11）、驅(qū)動(dòng)模塊（13）、光伏板電流電壓采樣裝置（14）、為鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)（15）和數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)（12）組成。一種新型鐘表式相位跟蹤技術(shù)能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)并網(wǎng)，同時(shí)裝置能夠跟蹤太陽(yáng)能最大功率，裝置體積小，成本低。
【專利說明】
—種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，綠色能源和可持續(xù)發(fā)展問題是本世紀(jì)人類面臨的重大課題，又因?yàn)樘?yáng)能是一種取之不竭、用之不盡的綠色能源，太陽(yáng)能已成為目前發(fā)展最為迅速、前景最為看好的可再生能源產(chǎn)業(yè)之一。太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有過程簡(jiǎn)單、無(wú)污染、無(wú)噪聲的優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛的應(yīng)用于日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中。但是，現(xiàn)有的光伏發(fā)電裝置的光電轉(zhuǎn)化效率低，生產(chǎn)成本卻較聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供了一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置由光伏電池組件(I)、電網(wǎng)(2)、升壓逆變裝置(3)和用戶端
(4)四部分組成，光伏電池組件(I)、電網(wǎng)(2)和用戶端(4)分別與升壓逆變裝置(3)相連，升壓逆變裝置⑶由升壓電路(5)、逆變電路(6)、電壓檢測(cè)裝置(7)、電流檢測(cè)裝置⑶、頻率檢測(cè)裝置(9)、STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)、并網(wǎng)裝置(11)、驅(qū)動(dòng)模塊(13)、光伏板電流電壓采樣裝置(14)、鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)和數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)(12)組成，光伏電池組件(I)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能輸送至升壓電路(5)和光伏板電壓電流采樣裝置
(14)，光伏板電壓電流采樣裝置(14)采樣后傳至STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)，升壓電路(5)將電能升壓然后傳至逆變電路￠)，經(jīng)逆變電路(6)逆變后，送至電壓檢測(cè)裝置(7)、電流檢測(cè)裝置(8)、頻率檢測(cè)裝置(9)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果送至STM32單片機(jī)控制核心模塊
(10)，同時(shí)電網(wǎng)經(jīng)頻率檢測(cè)裝置(9)檢測(cè)電網(wǎng)(2)頻率、經(jīng)電壓檢測(cè)裝置(7)檢測(cè)電網(wǎng)(2)電壓，同時(shí)頻率和電壓檢測(cè)結(jié)果也會(huì)送至STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)再將所有采樣的電壓、電流信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)(12)處理，將頻率信號(hào)送入鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)處理，若逆變檢測(cè)結(jié)果與電網(wǎng)檢測(cè)結(jié)果不一致，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制驅(qū)動(dòng)模塊(13)運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)模塊(13)作用于升壓電路
(5)和逆變電路￠)，使逆變后的電壓、電流、頻率與電網(wǎng)一致，逆變檢測(cè)結(jié)果與電網(wǎng)檢測(cè)結(jié)果一致后，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制并網(wǎng)裝置(11)，接收逆變電路(6)送至的電能，并網(wǎng)裝置(11)將電能送到電網(wǎng)(2)，并網(wǎng)裝置(11)另一端還與電網(wǎng)(2)相連使用戶端(4)在光伏電池組件(I)不發(fā)電的情況下直接從電網(wǎng)(2)取電。
[0005]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)將所有數(shù)據(jù)交由鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)及數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)(12)分析，鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)在STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)內(nèi)模擬一個(gè)鐘表時(shí)鐘系統(tǒng)，通過時(shí)針和分針的角度差Θ來(lái)模擬電網(wǎng)(2)和逆變電路￠)的相位差Φ，而鐘表秒針的調(diào)節(jié)能實(shí)現(xiàn)對(duì)分針的精確控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)角度差Θ的精確控制，角度差Θ為零時(shí)，電網(wǎng)(2)和逆變電路(6)的相位差Φ也為零，此時(shí)通過單片機(jī)STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制并網(wǎng)裝置(11)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)；此種相位跟蹤技術(shù)和指針式鐘表運(yùn)行方式極為相似，秒針的調(diào)節(jié)就相當(dāng)于系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)，根據(jù)這種原理就能像時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)相位差Φ ;這種單片機(jī)鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)能快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，而且單片機(jī)控制逆變電路(6)后的頻率移動(dòng)速度在此系統(tǒng)中得到最優(yōu)化的控制；STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)具有12位AD能快速準(zhǔn)確采集網(wǎng)電(2)和逆變電路(6)后的電壓電流情況，通過控制并網(wǎng)裝置(11)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)和并網(wǎng)；STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制升壓功率管的占空比對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)的跟蹤。
[0006]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的升壓電路
(5)為高頻變壓器式推挽升壓電路，高頻變壓器式推挽升壓電路，包括匝數(shù)比1:20的EC42型400W高頻變壓器、高電壓大電流快恢復(fù)二極管RHRP8120組成的整流橋，擔(dān)任高頻開關(guān)任務(wù)的功率管IRF2807，4700UF濾波電容。
[0007]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的逆變電路
(6)為DC-AC全橋式逆變電路，DC-AC全橋式逆變電路包括擔(dān)任全橋式逆變?nèi)蝿?wù)的功率管IRF840, LCL濾波的IMH電感和2.5UF/50HZ/450V啟動(dòng)電容，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)產(chǎn)生的四路SPWM波分別通過兩片IR2110驅(qū)動(dòng)芯片后連接于全橋逆變電路功率管上，IR2110高壓側(cè)懸浮端驅(qū)動(dòng)全橋逆變的高壓側(cè)功率管Q1、Q4，IR2110低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)全橋逆變的低壓側(cè)功率管Q2、Q3。
[0008]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的電壓檢測(cè)裝置(7)通過電壓互感器將高壓交流變成低壓交流，兩片真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637將低壓交流轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)送到STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)中實(shí)現(xiàn)采樣。
[0009]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的電流檢測(cè)裝置(8)通過電流互感器，互感器感生電壓經(jīng)放大后送入真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)送入到STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)采樣端口。
[0010]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的頻率檢測(cè)裝置(9)使用雙運(yùn)放芯片0PA2228U，通過過零檢測(cè)電路將逆變電壓和網(wǎng)電電壓整成3.3V方波，送入STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)頻率檢測(cè)端口。
[0011]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)模塊
(13)為IR2110組成的驅(qū)動(dòng)電路，包括IR2110驅(qū)動(dòng)芯片，起到隔離作用的高速光耦6N137和IR2110芯片外圍的電容、電阻、快恢復(fù)二極管。
[0012]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，太陽(yáng)能光伏電池組件方陣在太陽(yáng)光的照射下，產(chǎn)生一定的直流電壓和電流，升壓后傳輸?shù)組OSFET管全橋逆變，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流電壓檢測(cè)及相位頻率跟蹤控制和MPPT算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最大功率跟蹤，最后將直流電轉(zhuǎn)換成頻率50Hz、電壓220V的交流電，并可將該交流電并網(wǎng)到電網(wǎng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率波動(dòng)時(shí)能表現(xiàn)出自適應(yīng)的能力，電網(wǎng)停電后能實(shí)現(xiàn)孤島檢測(cè)。
[0013]本實(shí)用新型一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置在自適應(yīng)并網(wǎng)光伏發(fā)電的工作過程中，單片機(jī)STM32對(duì)本系統(tǒng)不斷采樣、檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，保持和電網(wǎng)的同步，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)接入公共電網(wǎng)，且能夠跟蹤太陽(yáng)能最大功率，提高太陽(yáng)能發(fā)電的利用效率，系統(tǒng)同時(shí)配備孤島檢測(cè)，電流環(huán)反饋系統(tǒng)輸出功率等功能，裝置體積小，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1是一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖2是一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置的連接示意圖；
[0016]附圖3是推挽式變壓器升壓系統(tǒng)的電路原理；
[0017]附圖4是DC-AC全橋式逆變系統(tǒng)的電路原理圖；
[0018]附圖5是逆變部分驅(qū)動(dòng)電路原理圖；
[0019]附圖6是升壓部分驅(qū)動(dòng)電路原理圖；
[0020]附圖7是頻率、相位檢測(cè)的電路原理圖；
[0021]附圖8是電網(wǎng)、逆變、光伏板數(shù)據(jù)采樣的原理電路圖；
[0022]附圖9是逆變電流采樣和并網(wǎng)繼電保護(hù)的原理電路圖；
[0023]附圖10是單片機(jī)STM32控制核心的電路方框圖；
[0024]附圖中:1_為光伏電池組件；2-為電網(wǎng)；3_為升壓逆變裝置；4_為用戶端；5_為升壓電路；6_為逆變電路；7_為電壓檢測(cè)裝置；8_為電流檢測(cè)裝置；9_為頻率檢測(cè)裝置；10-為控制核心模塊；11_為并網(wǎng)裝置；12_為數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)；13_為驅(qū)動(dòng)模塊；14-為光伏板電流電壓采樣裝置；15_為鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0026]實(shí)施例1:一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置由光伏電池組件1、電網(wǎng)2、升壓逆變裝置3和用戶端4四部分組成，光伏電池組件1、電網(wǎng)2和用戶端4分別與升壓逆變裝置3相連，升壓逆變裝置3上設(shè)有升壓電路5、逆變電路6、電壓檢測(cè)裝置7、電流檢測(cè)裝置8、頻率檢測(cè)裝置9、控制核心模塊10、并網(wǎng)裝置
11、驅(qū)動(dòng)模塊13、光伏板電流電壓采樣裝置14、鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)15和數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)12組成，光伏電池組件I將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能輸送至升壓電路5和光伏板電流電壓采樣裝置14，光伏板電流電壓采樣裝置14采樣后傳至控制核心模塊10，升壓電路5將電能升壓后傳至逆變電路6，經(jīng)逆變電路6逆變后，送至電壓檢測(cè)裝置7、電流檢測(cè)裝置8、頻率檢測(cè)裝置9進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果送至控制核心模塊10，同時(shí)電網(wǎng)經(jīng)頻率檢測(cè)裝置9檢測(cè)電網(wǎng)2頻率、經(jīng)電壓檢測(cè)裝置7檢測(cè)電網(wǎng)2電壓，同時(shí)頻率和電壓檢測(cè)結(jié)果也會(huì)送至控制核心模塊10，若逆變檢測(cè)結(jié)果與電網(wǎng)檢測(cè)結(jié)果不一致，控制核心模塊10控制驅(qū)動(dòng)模塊13運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)模塊13作用于升壓電路5和逆變電路6，使逆變后的電壓、電流、頻率與電網(wǎng)一致，逆變檢測(cè)結(jié)果與電網(wǎng)檢測(cè)結(jié)果一致后，控制核心模塊10控制并網(wǎng)裝置11，接收逆變電路6送至的電能，并網(wǎng)裝置6將電能送到電網(wǎng)2，并網(wǎng)裝置11另一端還與電網(wǎng)2相連使用戶端4在光伏電池組件I不發(fā)電的情況下直接從電網(wǎng)2取電；控制核心模塊10為單片機(jī)STM32裝置，包括STM32F103ZET6型單片機(jī)鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)15、數(shù)據(jù)采集和并網(wǎng)控制系統(tǒng)12，鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)15在控制核心模塊10內(nèi)模擬一個(gè)鐘表時(shí)鐘系統(tǒng)，通過時(shí)針和分針的角度差Θ來(lái)模擬電網(wǎng)2和逆變電路6的相位差Φ，而鐘表秒針的調(diào)節(jié)能實(shí)現(xiàn)對(duì)分針的精確控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)角度差Θ的精確控制，角度差Θ為零時(shí)，電網(wǎng)2和逆變電路6的相位差Φ也為零，此時(shí)通過單片機(jī)控制核心模塊10控制并網(wǎng)裝置11實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)；此種相位跟蹤技術(shù)和指針式鐘表運(yùn)行方式極為相似，秒針的調(diào)節(jié)就相當(dāng)于系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)，根據(jù)這種原理就能像時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)相位差Φ ;這種單片機(jī)鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)15能快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，而且單片機(jī)控制逆變電路6后的頻率移動(dòng)速度在此系統(tǒng)中得到最優(yōu)化的控制；單片機(jī)控制核心模塊10具有12位AD能快速準(zhǔn)確采集電網(wǎng)2和逆變電路6后的電壓電流情況，通過控制并網(wǎng)裝置11對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)和并網(wǎng)；單片機(jī)控制核心模塊10控制升壓功率管的占空比對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)的跟蹤；升壓電路5為高頻變壓器式推挽升壓電路，高頻變壓器式推挽升壓電路，包括匝數(shù)比1:20的EC42型400W高頻變壓器、高電壓大電流快恢復(fù)二極管RHRP8120組成的整流橋，擔(dān)任高頻開關(guān)任務(wù)的功率管IRF2807，4700UF濾波電容；逆變電路6為DC-AC全橋式逆變電路，DC-AC全橋式逆變電路包括擔(dān)任全橋式逆變?nèi)蝿?wù)的功率管IRF840，LCL濾波的IMH電感和2.5UF/50HZ/450V啟動(dòng)電容，單片機(jī)STM32產(chǎn)生的四路SPWM波分別通過兩片IR2110驅(qū)動(dòng)芯片后連接于全橋逆變電路功率管上，IR2110高壓側(cè)懸浮端驅(qū)動(dòng)全橋逆變的高壓側(cè)功率管Ql、Q4，IR2110低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)全橋逆變的低壓側(cè)功率管Q2、Q3 ;電壓檢測(cè)裝置7通過電壓互感器將高壓交流變成低壓交流，兩片真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637將低壓交流轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)送到單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)采樣；電流檢測(cè)裝置8通過電流互感器，互感器感生電壓經(jīng)放大后送入真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)送入到單片機(jī)采樣端口 ；頻率檢測(cè)裝置9使用雙運(yùn)放芯片OPA2228U，通過過零檢測(cè)電路將逆變電壓和網(wǎng)電電壓整成3.3V方波，送入單片機(jī)頻率檢測(cè)端口；并網(wǎng)裝置11包括并網(wǎng)控制和電網(wǎng)取電兩部分，并網(wǎng)控制和電網(wǎng)取電方式包括一個(gè)HT3F型繼電器，單片機(jī)通過S8050三極管控制繼電器動(dòng)作實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和用戶網(wǎng)上取電；所述的電網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置通過電壓互感器將高壓交流變成低壓交流，兩片真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637將低壓交流轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)送到單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)采樣；所述的電網(wǎng)頻率檢測(cè)裝置使用雙運(yùn)放芯片OPA2228U，通過過零檢測(cè)電路將逆變電壓和網(wǎng)電電壓整成3.3V方波，送入單片機(jī)頻率檢測(cè)端口 ；驅(qū)動(dòng)模塊13為IR2110組成的驅(qū)動(dòng)電路，包括IR2110驅(qū)動(dòng)芯片，起到隔離作用的高速光耦6N137和IR2110芯片外圍的電容、電阻、快恢復(fù)二極管；光伏板電流電壓采樣裝置14將光伏電池組件I光伏板輸出的電壓、電流通過電阻分壓式采樣后送入單片機(jī)采樣端口。
【權(quán)利要求】
1.一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置由光伏電池組件(I)、電網(wǎng)(2)、升壓逆變裝置(3)和用戶端(4)四部分組成，光伏電池組件(I)、電網(wǎng)(2)和用戶端(4)分別與升壓逆變裝置(3)相連，升壓逆變裝置(3)由升壓電路(5)、逆變電路(6)、電壓檢測(cè)裝置(7)、電流檢測(cè)裝置(8)、頻率檢測(cè)裝置(9)、STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)、并網(wǎng)裝置(11)、驅(qū)動(dòng)模塊(13)、光伏板電流電壓采樣裝置(14)、鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)和數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)(12)組成，光伏電池組件(I)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能輸送至升壓電路(5)和光伏板電壓電流采樣裝置(14)，光伏板電壓電流采樣裝置(14)采樣后傳至STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)，升壓電路(5)將電能升壓然后傳至逆變電路￠)，經(jīng)逆變電路(6)逆變后，送至電壓檢測(cè)裝置(7)、電流檢測(cè)裝置(8)、頻率檢測(cè)裝置(9)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果送至STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)，同時(shí)電網(wǎng)經(jīng)頻率檢測(cè)裝置(9)檢測(cè)電網(wǎng)(2)頻率、經(jīng)電壓檢測(cè)裝置(7)檢測(cè)電網(wǎng)(2)電壓，同時(shí)頻率和電壓檢測(cè)結(jié)果也會(huì)送至STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)再將所有采樣的電壓、電流信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)(12)處理，將頻率信號(hào)送入鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)處理，若逆變檢測(cè)結(jié)果與電網(wǎng)檢測(cè)結(jié)果不一致，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制驅(qū)動(dòng)模塊(13)運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)模塊(13)作用于升壓電路(5)和逆變電路(6)，使逆變后的電壓、電流、頻率與電網(wǎng)一致，逆變檢測(cè)結(jié)果與電網(wǎng)檢測(cè)結(jié)果一致后，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制并網(wǎng)裝置(11)，接收逆變電路(6)送至的電能，并網(wǎng)裝置(11)將電能送到電網(wǎng)(2)，并網(wǎng)裝置(11)另一端還與電網(wǎng)(2)相連使用戶端(4)在光伏電池組件(I)不發(fā)電的情況下直接從電網(wǎng)(2)取電。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)將所有數(shù)據(jù)交由鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)及數(shù)據(jù)采集和中心控制系統(tǒng)(12)分析，鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)在STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)內(nèi)模擬一個(gè)鐘表時(shí)鐘系統(tǒng)，通過時(shí)針和分針的角度差Θ來(lái)模擬電網(wǎng)(2)和逆變電路￠)的相位差Φ，而鐘表秒針的調(diào)節(jié)能實(shí)現(xiàn)對(duì)分針的精確控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)角度差Θ的精確控制，角度差Θ為零時(shí)，電網(wǎng)(2)和逆變電路(6)的相位差Φ也為零，此時(shí)通過單片機(jī)STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制并網(wǎng)裝置(11)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)；此種相位跟蹤技術(shù)和指針式鐘表運(yùn)行方式極為相似，秒針的調(diào)節(jié)就相當(dāng)于系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)，根據(jù)這種原理就能像時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)相位差Φ ;這種單片機(jī)鐘表式相位跟蹤系統(tǒng)(15)能快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，而且單片機(jī)控制逆變電路(6)后的頻率移動(dòng)速度在此系統(tǒng)中得到最優(yōu)化的控制；STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)具有12位AD能快速準(zhǔn)確采集網(wǎng)電(2)和逆變電路(6)后的電壓電流情況，通過控制并網(wǎng)裝置(11)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)和并網(wǎng)；STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)控制升壓功率管的占空比對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)的跟蹤。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的升壓電路(5)為高頻變壓器式推挽升壓電路，高頻變壓器式推挽升壓電路，包括匝數(shù)比1:20的EC42型400W高頻變壓器、高電壓大電流快恢復(fù)二極管RHRP8120組成的整流橋，擔(dān)任高頻開關(guān)任務(wù)的功率管IRF2807，4700UF濾波電容。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的逆變電路(6)為DC-AC全橋式逆變電路，DC-AC全橋式逆變電路包括擔(dān)任全橋式逆變?nèi)蝿?wù)的功率管IRF840，LCL濾波的IMH電感和2.5UF/50HZ/450V啟動(dòng)電容，STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)產(chǎn)生的四路SPWM波分別通過兩片IR2110驅(qū)動(dòng)芯片后連接于全橋逆變電路功率管上，IR2110高壓側(cè)懸浮端驅(qū)動(dòng)全橋逆變的高壓側(cè)功率管Ql、Q4，IR2110低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)全橋逆變的低壓側(cè)功率管Q2、Q3。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的電壓檢測(cè)裝置(7)通過電壓互感器將高壓交流變成低壓交流，兩片真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637將低壓交流轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)送到STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)中實(shí)現(xiàn)采樣。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的電流檢測(cè)裝置(8)通過電流互感器，互感器感生電壓經(jīng)放大后送入真有效值轉(zhuǎn)換芯片AD637轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)送入到STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)采樣端口。
7.按照權(quán)利要求1所述的一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的頻率檢測(cè)裝置(9)使用雙運(yùn)放芯片OPA2228U，通過過零檢測(cè)電路將逆變電壓和網(wǎng)電電壓整成3.3V方波，送入STM32單片機(jī)控制核心模塊(10)頻率檢測(cè)端口。
8.按照權(quán)利要求1所述的一種并網(wǎng)型家用自適應(yīng)光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)模塊(13)為IR2110組成的驅(qū)動(dòng)電路，包括IR2110驅(qū)動(dòng)芯片，起到隔離作用的高速光耦6N137和IR2110芯片外圍的電容、電阻、快恢復(fù)二極管。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK203984305SQ201420195772
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】鄭建鄂, 張遼, 杜壯, 廖圣濤, 譚建軍 申請(qǐng)人:湖北民族學(xué)院