專利名稱：一種光伏ups系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光伏逆變電源領域，尤其涉及光伏UPS系統(tǒng)。
背景技術：
光伏發(fā)電技術作為一種新興清潔能源產業(yè)，最近幾年發(fā)展迅速，與傳統(tǒng)的能源相 比，具有環(huán)保、可重復利用等優(yōu)點。在美國、日本、德國、法國等國家已實施了光伏屋頂發(fā)電 系統(tǒng)，UPS作為重要負載的斷點保護裝置已經廣泛應用于工業(yè)生產以及居民生活的各個場 合。將光伏電池與UPS結合起來可以更好的發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，實現資源的最大利用。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對現有技術的不足而提供一種光伏UPS系統(tǒng)結構，其供 電方式多樣，最大化地利用太陽能、系統(tǒng)效率高。本實用新型的目的通過以下技術措施實現一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網連接的DC/DC降 壓電路、DC/DC升壓電路、與負載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測電路，DC/DC升壓 電路與光伏電池連接，還包括開關1(1、1(2、1(3、1(4，K1、K2、K3的一端與蓄電池連接，Kl的另 一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端UPS逆變器 連接，K4的一端與交流電網連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端與UPS逆變 器連接，檢測電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接。其中，還包括功率因素校正電路，功率因素校正電路一端與整流電路連接，功率因 素校正電路另一端與UPS逆變器連接。其中，DC/DC降壓電路與交流電網之間還設置有第二整流電路，第二整流電路一端 與交流電網連接，第二整流電路另一端與DC/DC降壓電路連接。其中，開關Kl、K2、K3、K4為功率開關管，Kl、K2、K3、K4與充放電控制器連接。本實用新型有益效果在于一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、 與交流電網連接的DC/DC降壓電路、DC/DC升壓電路、與負載連接的UPS逆變電路、充放電 控制器，檢測電路，DC/DC升壓電路與光伏電池連接，還包括開關Kl、K2、K3、K4，Kl、K2、K3 的一端與蓄電池連接，Kl的另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路 連接、K3的另一端UPS逆變器連接，K4的一端與交流電網連接，K4的另一端與整流電路連 接，整流電路另一端與UPS逆變器連接，檢測電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接，本實 用新型智能化地實現UPS各種不同工作模式之間的自動轉換，供電方式多樣，最大化地利 用太陽能、系統(tǒng)效率高。
圖1是本實用新型的結構框圖；圖2是本實用新型的工作模式1或工作模式2 ；[0012]圖3是本實用新型的工作模式3 ；圖4是本實用新型的交流電網正常時的工作模式4或工作模式5 ；圖5是本實用新型的交流電網正常時的工作模式6或工作模式7 ；圖6是本實用新型的交流電網正常時的工作模式8。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明，如圖1-圖6所示。實施例1一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網連接的DC/DC降 壓電路、DC/DC升壓電路、與負載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測電路，DC/DC升 壓電路與光伏電池連接，還包括開關1(1、1(2、1(3、1(4，K1、K2、K3的一端與蓄電池連接，Kl的 另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端UPS逆變 器連接，K4的一端與交流電網連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端與UPS逆 變器連接，檢測電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接，本實用新型智能化地實現UPS各 種不同工作模式之間的自動轉換，供電方式多樣化，最大限度地利用光陽能，保證了對負載 的供電質量以及重要負載的不間斷供電，系統(tǒng)效率高。本實施例的還包括功率因素校正電路，功率因素校正電路一端與整流電路連接， 功率因素校正電路另一端與UPS逆變器連接。本實施例的DC/DC降壓電路與交流電網之間還設置有第二整流電路，第二整流電 路一端與交流電網連接，第二整流電路另一端與DC/DC降壓電路連接。本實施例的開關Kl、K2、K3、K4為功率開關管，KU K2、K3、K4與充放電控制器連接。本實施例的通過如下方法實現UPS各種不同工作模式之間的自動轉換，A 設蓄電池低壓設定點為Vbminl、蓄電池最低放電電壓為Vbmin2，蓄電池電壓為
K，最大電壓為，設DC/DC降壓電路輸出功率為，DC/DC升壓電路輸出功率為4、.，DC/DC升 壓電路輸出電流為i”，DC/DC升壓電路輸出最小電流為Zpvmm，蓄電池輸出功率為，負
載功率為，檢測電路檢測出電路中的、Pai、Pfv、、、H,并傳送給充放電控制器；B 充放電控制器根據檢測電路檢測出、&、、 、Ρ^Ρ·值，進行計算，判斷 工作狀態(tài)，進而控制開關κι、Κ2、Κ3、Κ4的閉合狀態(tài)，當時,轉入步驟C,當，且κ > Fimitl 時，轉入步驟D ；且Γ‘ω <Vt <F$aM時，轉入步驟E ；當4+ +Pial, Vi KVimka且 ^v > 時，轉入步驟F ;當V <ι一時，轉入步驟G ；C 充放電控制器控制功率開關管、斷開，^2 , ^3閉合，此時為光伏電池獨立工
作狀態(tài)，光伏電池為負載供電，光伏電池同時給蓄電池充電，當6 時，與光伏電池連 接的DC/DC升壓電路工作于MPPT方式，MPPT方式為充放電控制器實時偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓值，使系統(tǒng)達到最高的效率，當K >巧腿時，與光伏電池連接的DC/ DC升壓電路工作于恒壓充電方式；D:充放電控制器控制功率開關管馬、K4斷開，K2 ,閉合，此時為出光伏電池與蓄 電池共同為負載供電狀態(tài)，光伏電池與蓄電池同時放電，為負載供電；E:充放電控制器控制功率開關管斷開，S、、^閉合，此時與交流電網連
接的DC/DC降壓電路以對蓄電池進行充電，光伏電池和DC/DC降壓電路共同為蓄電池充電 以及公文為負載供電；F:充放電控制器控制功率開關管^3斷開、Α'ι斷開，K2、K,閉合，此時交流電網 正常工作，當V, 從時，與光伏電池連接的DC/DC升壓電路工作于MPPT方式，MPPT方式 為充放電控制器實時偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓值，使系統(tǒng)達到最高的效 率，當G >巧·時，與光伏電池連接的DC/DC升壓電路工作于恒壓充電方式，與交流電網連 接的DC/DC降壓電路關閉，光伏電池為蓄電池充電，交流電網給負載提供能量；G:充放電控制器控制功率開關管吳、^3斷開，X1、&閉合，交流電網給負載
提供能量，同時對蓄電池進行充電，與光伏電池連接的DC/DC升壓電路關閉，與交流電網連 接的DC/DC降壓電路給蓄電池充電。本實施例的步驟C、步驟D、步驟E、步驟F、步驟G中為負載供電前，功率因素校正 電路對功率因素進行糾正，功率因素校正電路對功率因素進行糾正后，經過UPS逆變電路 逆變后給負載供電。本實施例的步驟F、步驟G中交流電網為負載供電前，整流電路進一步對交流電進 行整流。本實施例的交流電網的交流電在進入DC/DC降壓電路之前，經過第二整流電路整流。如圖2所示，光伏電池能量不僅輸出給負載設備還有一部分儲存于蓄電池中， 即系統(tǒng)工作于獨立工作狀態(tài)，因此無論交流電網正常與否，系統(tǒng)工作于此模式的條件為
^V > P滅+η過,而6與的大小關系決定了 DC/DC升壓電路工作于MPPT方式還是恒壓
充電方式。當K 時DC/DC升壓電路工作于MPPT方式，此時本實施例處于工作模式1， 當時DC/DC升壓電路工作于恒壓充電方式，此時本實施例處于工作模式2。此時功率開關管 K1、K,斷開，，Ii閉合，光伏電池給負載提供能量并給蓄電池充電。如圖3所示，光伏電池能量與蓄電池能量共同為負載設備供電，因此無論交流電 網正常與否，系統(tǒng)工作于此模式的條件為Ppv +巧-且，DC/DC升壓電路工作于MPPT
方式，此時本實施例處于工作模式3，功率開關管、K,斷開，K2 , K,閉合，光伏電池與蓄電 池同時放電。如圖4所示，光伏電池能量不足以供給負載設備，而且由于蓄電池能量不足 從而必須啟動DC/DC降壓電路以對蓄電池進行充電，即系統(tǒng)處于并網發(fā)電狀態(tài)，此時本實施例處于工作模式4或工作模式5，因此交流電網正常時工作于此模式的條件為 ^v < 磁+^RVmm <V,。此時DC/DC降壓電路工作于恒流充電階段，，DC/DC升
壓電路工作于MPPT方式，光伏電池和DC/DC降壓電路即充電器共同為蓄電池充電以及給負
載提供能量。如圖5所示，光伏電池能量及蓄電池能量都遠小于負載設備所需能量，因此交流 電網正常時工作于此模式的條件為<4 ，+ ^ι,且、>^^，而的大小決定了
DC/DC升壓電路工作于MPPT方式還是恒壓充電方式。當K 時DC/DC升壓電路工作于
MPPT方式，此時本實施例處于工作模式6，當巧> P;臓時DC/DC升壓電路工作于恒壓充電方
式，此時本實施例處于工作模式7。此時功率開關管斷開、K1斷開，K2、閉合，DC/DC降壓電 路關閉，光伏電池為蓄電池充電，交流電網給負載提供能量。如圖6所示，光伏電池能量為零，此時啟動UPS功能，即交流電網提供系統(tǒng)所需的 所有能量，不僅供負載設備所需能量，而且對蓄電池進行充電。因此交流電網正常時工作于
此模式的條件為 。此時本實施例處于工作模式8功率開關管尾、Z3斷開，K1、 A閉合，DC/DC升壓電路關閉。DC/DC降壓電路工作于恒壓或恒流充電階段，交流電網為蓄 電池充電并給負載提供能量。表1是交流電網正常情況下，系統(tǒng)各種工作模式之間切換條件，以實現UPS各種狀 態(tài)之間的智能切換。主要是依據光伏電池能量、蓄電池能量、負載設備所需能量三者之間的 大小關系確定系統(tǒng)工作于何處工作模式。表權利要求1.一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網連接的DC/DC降壓 電路、DC/DC升壓電路、與負載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測電路，DC/DC升壓電 路與光伏電池連接，其特征在于還包括開關K1、K2、K3、K4，Κ1、Κ2、Κ3的一端與蓄電池連 接，Kl的另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端 UPS逆變器連接，K4的一端與交流電網連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端 與UPS逆變器連接，檢測電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接。
2.根據權利要求1所述的一種光伏UPS系統(tǒng)，其特征在于還包括功率因素校正電路， 功率因素校正電路一端與整流電路連接，功率因素校正電路另一端與UPS逆變器連接。
3.根據權利要求2所述的一種光伏UPS系統(tǒng)，其特征在于DC/DC降壓電路與交流電網 之間還設置有第二整流電路，第二整流電路一端與交流電網連接，第二整流電路另一端與 DC/DC降壓電路連接。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種光伏UPS系統(tǒng)，其特征在于開關K1、K2、K3、 Κ4為功率開關管，Kl、Κ2、Κ3、Κ4與充放電控制器連接。
專利摘要一種光伏UPS系統(tǒng)，包括光伏電池、整流電路、蓄電池、與交流電網連接的DC/DC降壓電路、DC/DC升壓電路、與負載連接的UPS逆變電路、充放電控制器，檢測電路，DC/DC升壓電路與光伏電池連接，還包括開關K1、K2、K3、K4，K1、K2、K3的一端與蓄電池連接，K1的另一端與DC/DC降壓電路連接，K2的另一端與DC/DC升壓電路連接、K3的另一端UPS逆變器連接，K4的一端與交流電網連接，K4的另一端與整流電路連接，整流電路另一端與UPS逆變器連接，檢測電路、UPS逆變電路與充放電控制器連接，本實用新型供電方式多樣，最大化地利用太陽能、系統(tǒng)效率高。
文檔編號H02J7/00GK201904645SQ20102068457
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者于瑋 申請人:廣東易事特電源股份有限公司