本發(fā)明涉及一種微型逆變器，尤其涉及一種具有蓄電池充放電的并離網(wǎng)微型逆變裝置及其操作方法。

背景技術：

光伏發(fā)電是當今世界利用太陽能最主要的一種方式，面對當今全球面臨的嚴重化石能源危機和環(huán)境危機，光伏發(fā)電從資源可持續(xù)性和環(huán)境友好這兩個角度都具有顯而易見的優(yōu)勢，目前國家對于環(huán)保越來越重視，光伏發(fā)電就緩解霧霾、減少污染方面作用明顯，未來也會保持較快的發(fā)展。

光伏發(fā)電已漸漸成為當下的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的光伏逆變是將所有光伏電池串并聯(lián)在一起，通過一個逆變器將直流電逆變成交流接入電網(wǎng)。微型逆變器不同于傳統(tǒng)集中式逆變器，其對每塊組件單獨進行逆變，這樣不僅可以通過對各模塊的輸出功率進行優(yōu)化，大幅提高整體效率，而且易于監(jiān)測各個模塊，方便快捷地找出故障。

由于微型逆變器是對單光伏組件進行逆變，天氣、環(huán)境溫度、光伏板安裝位置等因素對其影響較大，會出現(xiàn)電能質(zhì)量較低，不能并網(wǎng)的現(xiàn)象。當光照強度較弱時，微型逆變器往往因為輸入功率太小而出現(xiàn)不穩(wěn)定，輸入功率不足以供給系統(tǒng)正常運行。目前的逆變器多以并網(wǎng)型為主，當電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，微型逆變器則因為無電網(wǎng)提供電壓支撐而不能工作，進而出現(xiàn)太陽能不能被有效利用的現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象，我們發(fā)明了一種具有蓄電池充放電的并離網(wǎng)微型逆變裝置及其操作方法，本發(fā)明不但能實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，還實現(xiàn)了微型逆變器系統(tǒng)中的蓄電池控制及離網(wǎng)控制，極大地拓展了微型逆變器的應用范圍。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有蓄電池充放電的并離網(wǎng)微型逆變裝置及其操作方法，以解決現(xiàn)有微型逆變器在輸入功率不足時無法驅(qū)動負載或在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時不能進行離網(wǎng)供電的問題，同時更合理地利用光伏能量。

本發(fā)明提供了一種具有蓄電池充放電的并離網(wǎng)微型逆變裝置，它是這樣實現(xiàn)的，它包括光伏PV輸入、雙向DC/DC電路、反激電路、整流電路、開關管控制電路、蓄電池和市電電網(wǎng)，其特征在于：光伏PV輸入通過雙向DC/DC電路連接蓄電池，光伏PV輸入又通過反激電路及逆變電路和市電相連，市電電路通過整流電路以及反激電路和蓄電池相連；光伏PV輸入包括太陽能電池板和電容C1，雙向DC/DC電路包括開關管S7、S8和二極管D7、D8，反激電路包括反激變壓器TX1和開關管S1、S2以及D1、D2，逆變電路包含工頻管S3、S4、S5和S6，整流電路則由二極管D3、D4、D5和D6組成。

以下是該具有蓄電池充放電的并離網(wǎng)微型逆變裝置的控制方法：

當系統(tǒng)工作于離網(wǎng)狀態(tài)，如果光伏PV輸入能量充足，其一部分供給負載，另一部分通過雙向DC/DC電路的開關管S7、S8的PWM動作給蓄電池充電，系統(tǒng)同時做最大功率跟蹤控制；若光伏PV輸入能量不足，不足以供給負載工作，此時蓄電池通過DC/DC電路的開關管S7、S8的PWM動作，和PV電池板一起給負載提供能量，系統(tǒng)同時進行最大功率跟蹤控制。當系統(tǒng)工作在并網(wǎng)狀態(tài)，如果需要對蓄電池充電，若光伏PV輸入能量充足，光伏PV輸入電路通過DC/DC電路的開關管S7、S8的PWM動作給蓄電池充電，同時將多余的能量通過反激電路以及逆變電路送給市電電網(wǎng)，同時通過S1的PWM動作實現(xiàn)最大功率追蹤；如果光伏PV輸入能量不足且蓄電池需要充電，系統(tǒng)通過D3、D4、D5、D6形成的整流橋和S1、S2以及D1、D2構(gòu)成的反激電路反向吸收電網(wǎng)能量，再經(jīng)過S7、S8的PWM動作給蓄電池充電。同時通過S2的PWM動作實現(xiàn)最大功率追蹤。

本發(fā)明的有益效果是：（1）離網(wǎng)狀態(tài)下，當光伏PV輸入能量過小，由蓄電池提供能量讓負載運轉(zhuǎn)，解決了光伏PV輸入能量過低無法驅(qū)動負載的問題；當光伏PV輸入能量充足，多余的光伏PV輸入能量給蓄電池充電，能有效利用光伏板多余的能量。（2）并網(wǎng)狀態(tài)下，當光伏PV輸入能量不足，不能滿足給蓄電池有效充電，則可以通過反向吸收市電電網(wǎng)能量并對蓄電池進行充電；當光伏PV輸入能量充足，既可以給蓄電池充電，又可以將多余的能量輸送給市電電網(wǎng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工作于并網(wǎng)模式時的電路圖。

圖2是本發(fā)明工作于離網(wǎng)模式時的電路圖。

圖3是本發(fā)明工作于并網(wǎng)模式市電給蓄電池充電時的電路圖。

圖4是本發(fā)明工作于并網(wǎng)模式光伏PV給蓄電池充電時的電路圖。

圖5是本發(fā)明工作于離網(wǎng)模式光伏PV給蓄電池充電時的電路圖。

圖6是本發(fā)明工作于離網(wǎng)模式蓄電池給負載供能時的電路圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，它包括光伏PV輸入、雙向DC/DC電路、反激電路、逆變電路、整流電路、開關管控制電路、蓄電池和市電，其特征在于：光伏PV通過雙向DC/DC電路連接蓄電池，光伏PV又通過反激電路及逆變電路和市電相連，市電電路通過整流電路以及反激電路和蓄電池相連。光伏PV輸入包括太陽能電池板和電容C1，雙向DC/DC電路包括開關管S7、S8和二極管D7、D8，反激電路包括反激變壓器TX1和開關管S1、S2以及D1、D2，逆變電路包含工頻管S3、S4、S5和S6，整流電路則由二極管D3、D4、D5和D6組成，按圖1、圖2連接。

其中圖1的開關管控制電路連接市電電網(wǎng)，圖2的開關管控制電路連接負載。

工作模態(tài)一：系統(tǒng)處于并網(wǎng)運行，PV側(cè)能量不足，蓄電池需要充電，如圖3所示。此時D3、D4、D5、D6構(gòu)成的整流橋通過開關管S2的PWM動作反向吸收電網(wǎng)能量，同時由S7高頻工作，S1、S8關斷不工作，向蓄電池充電；PV側(cè)能量充足，S2不工作，這時若需要給蓄電池充電，如圖4所示，則由S7高頻工作，S8不工作，給蓄電池充電，同時系統(tǒng)做PV電壓擾動型最大功率追蹤，電壓外環(huán)的控制輸出作為入網(wǎng)電流幅值給定，進而通過電流內(nèi)環(huán)控制實現(xiàn)正弦電流跟蹤以及PV電壓跟蹤，S1高頻工作，S3，S4，S5，S6工頻工作。若不需要給蓄電池充電，系統(tǒng)仍做PV電壓擾動型MPPT，此時S7，S8關斷，S1高頻工作，S3，S4，S5，S6工頻工作。

工作模態(tài)二：系統(tǒng)處于離網(wǎng)運行，如圖2所示。這時要求輸出正弦電壓給負載供電，同時系統(tǒng)做PV電壓擾動型最大功率追蹤，此時PV電壓外環(huán)輸出作為蓄電池電流內(nèi)環(huán)控制給定，即通過流入或流出蓄電池電流實現(xiàn)最大功率點跟蹤，S1高頻工作，S2截止，S3，S4，S5，S6工頻工作，雙向DC/DC電路的S7，S8的工作狀態(tài)取決于最大功率追蹤，即根據(jù)蓄電池電流給定的方向來決定電池充放電模式，規(guī)定電流流向蓄電池為正（這時S7工作，S8關閉作降壓工作），如圖5所示，即PV能量充足，一部分給負載，另一部分給蓄電池充電；反之為負（這時S8工作，S7關閉作升壓工作），如圖6所示，此時PV能量不足以滿足負載需求，蓄電池放電向負載提供部分能量。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明專利的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明專利的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明專利設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明專利的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明專利權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。