本發(fā)明專利涉及的是一種在光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)裝置中，使系統(tǒng)裝置實(shí)現(xiàn)優(yōu)先使用光伏電力向蓄熱電暖器供電的控制方法。

光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)裝置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)先采用光伏電力供電，其次使用電網(wǎng)谷電供電，并可在極端情況下直接使用電網(wǎng)電力為蓄熱電暖器加熱采暖，特別適合用于我國(guó)廣大北方農(nóng)村地區(qū)分散農(nóng)舍冬季的清潔能源采暖，為治理我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)冬季采暖散燒煤?jiǎn)栴}提供一個(gè)新思路和新方法。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)北方城市冬季采暖主要采用燃煤鍋爐集中采暖，但是在廣大農(nóng)村地區(qū)分散的農(nóng)舍不得不依靠散燒煤(或秸稈、木材等)進(jìn)行采暖。一般而言，我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)冬季采暖能耗量占到農(nóng)戶總能耗量的50％以上，甚至高達(dá)70％～80％。

太陽(yáng)能是當(dāng)今世界公認(rèn)的最具發(fā)展前景的清潔新能源，到本世紀(jì)中將占到人類總能源的25％以上。我國(guó)廣大北方地區(qū)，日照條件普遍較好，具有大力發(fā)展太陽(yáng)能利用的廣闊前景。

本專利是光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)優(yōu)先使用分布式光伏就地消納進(jìn)行電蓄熱采暖的核心控制方法，已經(jīng)在內(nèi)蒙古興安盟所進(jìn)行的光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)裝置試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利是提供一種優(yōu)先使用光伏電力向蓄熱電暖器供電實(shí)現(xiàn)蓄熱采暖的控制方法。光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)由光伏組件方陣、并網(wǎng)逆變器、控制器、電路開(kāi)關(guān)、蓄熱電暖器組成(附圖1)，控制器是該系統(tǒng)裝置的核心控制設(shè)備或部件。

控制器采用的技術(shù)方案是：控制器輸入回路將室內(nèi)溫度檢測(cè)信號(hào)Ts或蓄熱電暖器內(nèi)部溫度檢測(cè)信號(hào)Tn轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)或CPLD、DSP等計(jì)算機(jī)處理芯片為核心部件的控制主電路、人機(jī)接口、電源、輸出驅(qū)動(dòng)1(控制電路開(kāi)關(guān)K1通斷)和輸出驅(qū)動(dòng)2(控制電路開(kāi)關(guān)K2通斷)，以及相應(yīng)電子元器件等組成(附圖2)。

其技術(shù)要點(diǎn)在于：控制器按如下原則控制系統(tǒng)自身光伏電力和電網(wǎng)電力向蓄熱電暖器供電：

白天，優(yōu)先使用系統(tǒng)自身光伏電力供電；

夜間，在谷電時(shí)段(如：北京為21：00～6：00)由電網(wǎng)谷電供電；

無(wú)論白天還是夜間，當(dāng)室內(nèi)采暖溫度Ts低于某個(gè)溫度控制設(shè)定極限閾值(16℃)，或蓄熱電暖器內(nèi)部蓄熱溫度Tn低于某個(gè)溫度控制設(shè)定極限閾值(200℃)時(shí)，控制器將控制電路開(kāi)關(guān)的K2接通接入電網(wǎng)電力向蓄熱電暖器供電。

蓄熱電暖器具有電加熱蓄熱供暖功能，內(nèi)部蓄熱溫度Tn達(dá)到750℃時(shí)，可實(shí)現(xiàn)15小時(shí)以上采暖供熱功能。

附圖說(shuō)明

圖1.光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)裝置組成框圖

圖2.光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)裝置控制器結(jié)構(gòu)框圖

圖3.光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)供電控制流程圖

具體實(shí)施方式

表1是光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)裝置在內(nèi)蒙古興安盟的試驗(yàn)裝置規(guī)格構(gòu)成實(shí)例，當(dāng)使用于更為寒冷的偏北部地區(qū)時(shí)，還用適當(dāng)加大光伏組件方陣、逆變器和電蓄熱暖器規(guī)模。

表1.光伏采暖裝置(用于：80m2/戶、采暖面積20m2×2)。

光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)裝置實(shí)現(xiàn)優(yōu)先使用光伏電力采暖的控制流程為：

步驟一：光伏組件方陣一旦發(fā)電，只要：①室內(nèi)溫度Ts低于某個(gè)設(shè)定溫度值(比如24℃)，或②電蓄熱暖器內(nèi)部溫度Tn低于上限保護(hù)值(750℃)時(shí)，控制器控制電路開(kāi)關(guān)K1接通，使并網(wǎng)逆變器向蓄熱電暖器供電加熱；否則，電路開(kāi)關(guān)K1保持?jǐn)嚅_(kāi)，包括光伏組件方陣不發(fā)電時(shí)。

步驟二：在系統(tǒng)裝置進(jìn)行上述步驟一過(guò)程中，當(dāng)：①室內(nèi)溫度Ts高于某個(gè)設(shè)定上限值(24℃)，或②蓄熱電暖器內(nèi)部溫度Tn高于上限保護(hù)值(750℃)時(shí)，控制器控制連接并網(wǎng)逆變器與蓄熱電暖器的電路開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi)，光伏電力不再向蓄熱電暖器供電加熱。

步驟三：谷電時(shí)段21：00～6：00，光伏組件方陣已不發(fā)電，當(dāng)：①室內(nèi)溫度Ts低于某個(gè)溫度控制設(shè)定極限閾值(18℃)，或②蓄熱電暖器內(nèi)部溫度Tn低于某個(gè)溫度控制設(shè)定極限閾值(500℃)時(shí)，控制器控制電路開(kāi)關(guān)K2接通電網(wǎng)電力向蓄熱電暖器供電加熱；

步驟四：任何時(shí)段，或不實(shí)施峰谷平供電區(qū)別時(shí)，當(dāng)：①室內(nèi)溫度Ts低于某個(gè)設(shè)定極限溫度控制閾值(16℃)，或②蓄熱電暖器內(nèi)部溫度Tn低于某個(gè)極端下限溫度控制閾值(200℃)時(shí)，控制器控制電路開(kāi)關(guān)K2接通電網(wǎng)電力向蓄熱電暖器供電加熱。

步驟五：當(dāng)系統(tǒng)裝置按照上述步驟三和步驟四連接電網(wǎng)電力向蓄熱電暖器供電加熱采暖過(guò)程中，一旦發(fā)生：①室內(nèi)溫度Ts高于某個(gè)設(shè)定溫度值(20℃)，或②蓄熱電暖器內(nèi)部溫度Tn高于上限值(550℃)時(shí)，控制器控制電路開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)，電網(wǎng)電力停止向蓄熱電暖器供電加熱。

光伏電蓄熱采暖系統(tǒng)供電控制流程圖見(jiàn)附圖3。