專利名稱：一種用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器。
背景技術(shù)：
目前主流的光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)有并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)兩種形式。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是依附于公共電網(wǎng)的一種發(fā)電方式，由于并網(wǎng)光伏逆變器屬于電流源型逆變器，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)無法解決公共電網(wǎng)故障或停電問題；而在離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中，儲(chǔ)能設(shè)備(如蓄電池)對(duì)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能起著儲(chǔ)存與分配作用，但蓄電池所需容量較大，運(yùn)行成本較高，限制了離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用
實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器，將上述兩種主流的光伏發(fā)電系統(tǒng)良好地融合在一起，實(shí)現(xiàn)無縫切換，使用戶負(fù)載在切換過程中可以連續(xù)不間斷運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器，分別與交流電網(wǎng)、光伏電站、儲(chǔ)能設(shè)備和用戶負(fù)載連接成回路，包括檢測(cè)控制裝置、主切換器和四個(gè)接線端；所述四個(gè)接線端分別為交流電網(wǎng)端、光伏電站端、用戶負(fù)載端和儲(chǔ)能設(shè)備端；所述檢測(cè)控制裝置包括邏輯鎖定模塊以及分別與其連接的電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊、第二光伏控制模塊；所述電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊與交流電網(wǎng)端連接，用于檢測(cè)交流電網(wǎng)是否故障，并將故障信號(hào)和恢復(fù)信號(hào)傳遞到邏輯鎖定模塊；所述第一光伏控制模塊與儲(chǔ)能設(shè)備端連接，用于在主切換器將并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換到離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程中，檢測(cè)儲(chǔ)能設(shè)備供電的穩(wěn)定性并計(jì)算儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間；所述第二光伏控制模塊與交流電網(wǎng)端連接，用于在主切換器將離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換到并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程中，檢測(cè)交流電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性并計(jì)算交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間；所述邏輯鎖定單元與主切換器連接，用于根據(jù)電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊和第二光伏控制模塊的檢測(cè)信息，控制主切換器完成并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的切換。當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第一預(yù)設(shè)時(shí)間且儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定時(shí)，第一光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)；當(dāng)交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第二預(yù)設(shè)時(shí)間且儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定時(shí)，第二光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)。所述主切換器包括切換電路和開關(guān)電路；所述切換電路的兩個(gè)輸入端分別連接交流電網(wǎng)端和儲(chǔ)能設(shè)備端，切換電路的輸出端連接用戶負(fù)載端，用于切換用戶負(fù)載的供電電源；所述開關(guān)電路的輸入端連接光伏電站端，輸出端連接用戶負(fù)載端，用于在并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的相互切換過程中控制光伏電站的斷開和接入。當(dāng)邏輯鎖定模塊收到電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊發(fā)來的故障信號(hào)時(shí)，控制切換電路將用戶負(fù)載端與儲(chǔ)能設(shè)備端連接，同時(shí)將開關(guān)電路斷開；當(dāng)邏輯鎖定模塊收到電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊發(fā)來的恢復(fù)信號(hào)時(shí)，控制切換電路將用戶負(fù)載端與交流電網(wǎng)端連接，同時(shí)將開關(guān)電路斷開；當(dāng)邏輯鎖定模塊收到第一光伏控制模塊或第二光伏控制模塊發(fā)來的通知信號(hào)時(shí)，控制開關(guān)電路閉合。還包括與邏輯鎖定模塊連接的狀態(tài)顯示模塊,所述狀態(tài)顯示模塊包括多個(gè)指示燈，用于顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)前所處的并網(wǎng)或離網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)。 還包括與邏輯鎖定模塊連接的手動(dòng)控制模塊，所述手動(dòng)控制模塊包括至少一個(gè)手動(dòng)切換部件，用于向邏輯鎖定模塊發(fā)送手動(dòng)操作指令信號(hào)，使邏輯鎖定模塊控制主切換器強(qiáng)制進(jìn)行并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的相互切換。還包括接線端子排，所述四個(gè)接線端固定于接線端子排中。所述儲(chǔ)能設(shè)備端在外部通過一雙向逆變器與儲(chǔ)能設(shè)備連接。本實(shí)用新型提供的用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器，有效地將并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)良好地融合在一起，當(dāng)交流電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，本實(shí)用新型將能迅速切斷用戶負(fù)載與交流電網(wǎng)的連接，改由儲(chǔ)能設(shè)備經(jīng)雙向逆變器與光伏電站共同對(duì)用戶的負(fù)載或重要負(fù)載供電，若交流電網(wǎng)供電恢復(fù)正常，本實(shí)用新型將斷開雙向逆變器而重新把交流電網(wǎng)自動(dòng)接入用戶負(fù)載，光伏電站也將恢復(fù)為并網(wǎng)發(fā)電工作狀態(tài)。通過邏輯鎖定模塊控制主切換器快速切換并網(wǎng)或離網(wǎng)光伏發(fā)電方式，保證了用戶的負(fù)載或重要負(fù)載可不受市電故障或斷電的影響而得以連續(xù)不間斷的運(yùn)行。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下文將結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器，包括檢測(cè)控制裝置、主切換器和四個(gè)接線端；所述四個(gè)接線端分別為交流電網(wǎng)端I、光伏電站端2、用戶負(fù)載端3和儲(chǔ)能設(shè)備端4;交流電網(wǎng)端I與交流電網(wǎng)連接，光伏電站端2與光伏電站連接，用戶負(fù)載端3與用戶負(fù)載連接，儲(chǔ)能設(shè)備端4在外部通過一雙向逆變器與儲(chǔ)能設(shè)備連接。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能設(shè)備為蓄電池組，所述光伏電站包括依次連接的并網(wǎng)光伏逆變器和光伏陣列。所述四個(gè)接線端固定安裝于一接線端子排中，以方便控制器與外部線路的連接。所述主切換器包括切換電路KMl和開關(guān)電路KM2 ；所述切換電路KMl的兩個(gè)輸入端分別連接交流電網(wǎng)端I和儲(chǔ)能設(shè)備端4，切換電路KMl的輸出端連接用戶負(fù)載端3，用于在并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的相互切換過程中將交流電網(wǎng)和儲(chǔ)能設(shè)備中的一個(gè)與用戶負(fù)載連接，以切換用戶負(fù)載的供電電源；所述開關(guān)電路KM2的輸入端連接光伏電站端2，輸出端連接用戶負(fù)載端3，用于在并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的相互切換過程中控制光伏電站的斷開和接入。如圖2所示，所述檢測(cè)控制裝置包括邏輯鎖定模塊以及分別與其連接的電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊、第二光伏控制模塊。所述電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊與交流電網(wǎng)端I連接，用于檢測(cè)交流電網(wǎng)是否故障，并將故障信號(hào)和恢復(fù)信號(hào)傳遞到邏輯鎖定模塊。所述第一光伏控制模塊與儲(chǔ)能設(shè)備端4連接，用于在主切換器將并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換到離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程中，檢測(cè)儲(chǔ)能設(shè)備供電的穩(wěn)定性并計(jì)算儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間；當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第一預(yù)設(shè)時(shí)間且儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定時(shí)，第一光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)?！に龅诙夥刂颇K與交流電網(wǎng)端I連接，用于在主切換器將離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換到并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程中，檢測(cè)交流電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性并計(jì)算交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間；當(dāng)交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第二預(yù)設(shè)時(shí)間且儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定時(shí)，第二光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)。所述邏輯鎖定單元與主切換器連接，用于根據(jù)電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊和第二光伏控制模塊的檢測(cè)信息，控制主切換器完成并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的切換。本實(shí)用新型實(shí)施例還包括一控制顯示面板，所述控制顯示面板內(nèi)設(shè)有與邏輯鎖定模塊連接的狀態(tài)顯示模塊和手動(dòng)控制模塊。所述狀態(tài)顯示模塊包括多個(gè)指示燈，用于顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)前所處的并網(wǎng)或離網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)。所述手動(dòng)控制模塊包括至少一個(gè)手動(dòng)切換部件，用于向邏輯鎖定模塊發(fā)送手動(dòng)操作指令信號(hào)，使邏輯鎖定模塊控制主切換器強(qiáng)制進(jìn)行并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的相互切換。由于本實(shí)用新型加入了手動(dòng)控制模塊，用戶可根據(jù)自身的使用需求，選擇本實(shí)用新型的工作模式為半自動(dòng)模式或全自動(dòng)模式。在半自動(dòng)模式下，市電斷電后由人通過手動(dòng)切換部件手動(dòng)啟動(dòng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，市電恢復(fù)供電時(shí)控制器自動(dòng)切回并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)；在全自動(dòng)模式下，市電斷電及市電恢復(fù)時(shí)，控制器都會(huì)自動(dòng)完成并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的相互切換。作為改進(jìn)，還可將狀態(tài)顯示模塊與手動(dòng)控制模塊集成到一起，制作成一個(gè)帶發(fā)光顯示功能的按鈕。通過發(fā)光亮度的不同，指示光伏發(fā)電系統(tǒng)所處的不同狀態(tài)；以及通過設(shè)置不同的按鈕方式，實(shí)現(xiàn)僅使用一個(gè)按鈕即可進(jìn)行工作模式的切換和光伏發(fā)電系統(tǒng)手動(dòng)切換的功能。本實(shí)用新型實(shí)施例的主切換器使用接觸器控制系統(tǒng)，整機(jī)電氣部分沒有使用集成電路、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管或絕緣柵雙極晶體管等有源器件，只有二極管及選用在通信、電力控制等領(lǐng)域經(jīng)數(shù)十年實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證有高可靠性的無源元件組成。本實(shí)用新型在并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中進(jìn)行相互切換操作的過程如下I、利用檢測(cè)控制裝置中的電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行持續(xù)地監(jiān)測(cè)，當(dāng)交流電網(wǎng)供電正常時(shí)，主切換器中的切換電路KMl保持交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載連通，開關(guān)電路KM2保持光伏電站與用戶負(fù)載連通，交流電網(wǎng)與光伏電站組成并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)向用戶負(fù)載供電，與傳統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)一致；若與儲(chǔ)能設(shè)備端4連接的雙向逆變器處于待機(jī)狀態(tài)，則系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換功能，此時(shí)控制顯示面板中狀態(tài)顯示模塊的指示燈處于微亮狀態(tài)。2、當(dāng)檢測(cè)控制裝置中的電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到交流電網(wǎng)出現(xiàn)故障或停電時(shí)，發(fā)送故障信號(hào)到邏輯鎖定模塊，邏輯鎖定模塊控制主切換器中的切換電路KMl斷開交流電網(wǎng)端I與用戶負(fù)載端3的連接，將用戶負(fù)載端3切換到與儲(chǔ)能設(shè)備端4連接，由雙向逆變器將蓄電池組輸出的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娤蛴脩糌?fù)載供電；同時(shí)邏輯鎖定模塊控制開關(guān)電路KM2斷開,使光伏電站從供電系統(tǒng)中斷開。當(dāng)用戶負(fù)載端3與儲(chǔ)能設(shè)備端4連通時(shí)，第一光伏控制模塊開始檢測(cè)儲(chǔ)能設(shè)備供電的穩(wěn)定性并計(jì)算儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間。由于儲(chǔ)能設(shè)備經(jīng)雙向逆變器與用戶負(fù)載剛剛連接時(shí)，供電參數(shù)尚未完全穩(wěn)定，所以還不能將光伏電站接入供電系統(tǒng)中。然而如果僅僅依靠供電參數(shù)的穩(wěn)定性判斷光伏電站的接入時(shí)機(jī)，仍有出現(xiàn)誤判的可能性。因此本實(shí)用新型實(shí)施例在檢測(cè)儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定性的同時(shí)，還加入時(shí)間控制條件。正常情況下，在儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載持續(xù)連接至少第一預(yù)設(shè)時(shí)間后，供電系統(tǒng)才可能達(dá)到完全穩(wěn)定狀態(tài)。其中，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間的長(zhǎng)短與儲(chǔ)能設(shè)備和雙向逆變器的具體型號(hào)和參數(shù)有關(guān)，一般為I飛秒。本實(shí)用新型實(shí)施例將該第一預(yù)設(shè)時(shí)間設(shè)置于第一光伏控制模塊中，當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第一預(yù)設(shè)時(shí)間且儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定時(shí)，第一光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)；邏輯鎖定模塊收到該通知信號(hào)時(shí)，控制開關(guān)電路KM2閉合，將光伏電站接入供電系統(tǒng)中，此時(shí)切換工作完成，蓄電池組、雙向逆變器和光伏電站組成離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)向用戶負(fù)載供電，控制顯示面板中狀態(tài)顯示模塊的指示燈處于常亮狀態(tài)。光伏電站通過并網(wǎng)光伏逆變器將光伏陣列產(chǎn)生的電量發(fā)送到用戶負(fù)載，若光伏電站發(fā)出的電量比用戶負(fù)載用電量大，則光伏電站將通過雙向逆變器向蓄電池組充電，以便在夜間或陰雨天氣均能對(duì)用戶負(fù)載穩(wěn)定輸出電量。若光伏電站發(fā)出的電量不足以提供給用戶負(fù)載，則所缺的電量將由蓄電池組經(jīng)雙向逆變器補(bǔ)充給負(fù)載使用。3、當(dāng)檢測(cè)控制裝置中的電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到交流電網(wǎng)恢復(fù)正常供電時(shí)，發(fā)送恢復(fù)信號(hào)到邏輯鎖定模塊，邏輯鎖定模塊控制主切換器中的切換電路KMl斷開儲(chǔ)能設(shè)備端4與用戶負(fù)載端3的連接，將用戶負(fù)載端3切換到與交流電網(wǎng)端I連接，由交流電網(wǎng)向用戶負(fù)載供電；同時(shí)邏輯鎖定模塊控制開關(guān)電路KM2斷開，使光伏電站從供電系統(tǒng)中斷開。當(dāng)用戶負(fù)載端3與交流電網(wǎng)端I連通時(shí)，第二光伏控制模塊開始檢測(cè)交流電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性并計(jì)算交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間。正常情況下，在交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載持續(xù)連接至少第二預(yù)設(shè)時(shí)間后，供電系統(tǒng)才可能達(dá)到完全穩(wěn)定狀態(tài)。其中，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間的長(zhǎng)短與交流電網(wǎng)和用戶負(fù)載的具體參數(shù)有關(guān)，一般為O. 5 3秒，稍短于第一預(yù)設(shè)時(shí)間。本實(shí)用新型實(shí)施例將該第二預(yù)設(shè)時(shí)間設(shè)置于第二光伏控制模塊中，當(dāng)交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第二預(yù)設(shè)時(shí)間且交流電網(wǎng)供電穩(wěn)定時(shí)，第二光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)；邏輯鎖定模塊收到該通知信號(hào)時(shí)，控制開關(guān)電路KM2閉合，將光伏電站重新接入供電系統(tǒng)中，此時(shí)切換工作完成，供電系統(tǒng)變回到正常的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。4、當(dāng)公共交流電網(wǎng)因大型災(zāi)害而導(dǎo)致嚴(yán)重破壞時(shí)，恢復(fù)時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)十天。這時(shí)雖然許多建筑物屋頂都鋪裝有各種大小的光伏陣列，而且這些光伏陣列有不少數(shù)量在大災(zāi)后都還可能保持完好，但是由于并網(wǎng)光伏逆變器有防孤島保護(hù)，交流電網(wǎng)沒有恢復(fù)供電之前光伏系統(tǒng)是完全無法工作的。這時(shí)可以利用本實(shí)用新型的控制顯示面板中手動(dòng)控制模塊的切換按鈕等手動(dòng)切換部件，向邏輯鎖定模塊發(fā)送手動(dòng)操作指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與步驟2同樣的運(yùn)行切換過程，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)啟動(dòng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。蓄電池容量雖然很有限，但是由于每到太陽出來屋頂光伏陣列的能量就源源不斷地供給進(jìn)來，只要我們對(duì)日夜用電負(fù)荷進(jìn)行一定的合適分配，光伏系統(tǒng)將可以很好地維持電力的輸出。面對(duì)發(fā)生大型災(zāi)害后市電恢復(fù)前艱難的數(shù)十個(gè)日日夜夜，這些電力顯得特別的珍貴，這種脫離交流電網(wǎng)后最長(zhǎng)可持續(xù)獨(dú)立供電達(dá)數(shù)年的離網(wǎng)光伏備用電源給了人們更多生存的希望。在手動(dòng)切換操作實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)光伏發(fā)電方式后，若交流電網(wǎng)恢復(fù)正常供電，本實(shí)用新型將同樣按照步驟3的切換過程，自動(dòng)切換為并網(wǎng)光伏發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，真正達(dá)到方便、快捷、安全。本實(shí)用新型在一個(gè)白天的實(shí)際運(yùn)行測(cè)試如下 測(cè)試當(dāng)天在并網(wǎng)光伏發(fā)電狀態(tài)與離網(wǎng)光伏發(fā)電狀態(tài)之間進(jìn)行了數(shù)十次的切換操作，包含手動(dòng)切換模式及全自動(dòng)切換模式的測(cè)試。測(cè)試負(fù)載為I臺(tái)I. 5匹冷暖空調(diào)與I臺(tái) 臺(tái)式計(jì)算機(jī)并聯(lián)接入本實(shí)用新型的用戶負(fù)載端3。測(cè)試當(dāng)日的8:58 — 16:00期間，有95%以上的時(shí)間光伏發(fā)電系統(tǒng)處于離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)(脫離市電獨(dú)立運(yùn)行)，切換測(cè)試的整個(gè)過程中沒有發(fā)現(xiàn)兩個(gè)負(fù)載有任何的異樣，一直連續(xù)正常工作。整個(gè)測(cè)試期間天氣多云間晴，天空以多云為主，太陽有時(shí)突破云層出現(xiàn)明顯的直射光，偶爾會(huì)見到強(qiáng)烈陽光。其中空調(diào)機(jī)的工作溫度從9 18開始直到測(cè)試結(jié)束一直固定設(shè)置在17°C。蓄電池組在供電過程中由于雙向逆變器對(duì)其充電，剩余電量由測(cè)試開始時(shí)測(cè)量的84. 7%變?yōu)闇y(cè)試結(jié)束時(shí)測(cè)量的88. 6%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案相對(duì)具有如下優(yōu)點(diǎn)I、安全性高即使本實(shí)用新型自身出現(xiàn)故障甚至在極端情況下受到完全的破壞，本實(shí)用新型也不會(huì)對(duì)組成系統(tǒng)的其它任何設(shè)備產(chǎn)生不利影響。2、簡(jiǎn)單而可靠的設(shè)計(jì)本實(shí)用新型整機(jī)電氣部分的設(shè)計(jì)符合極簡(jiǎn)工業(yè)設(shè)計(jì)原則，采用無源元件組成，擁有很高的可靠性和很長(zhǎng)的設(shè)計(jì)壽命。3、裝機(jī)靈活除了光伏電站的規(guī)劃新建設(shè)計(jì)方案以外，本實(shí)用新型可對(duì)現(xiàn)有并網(wǎng)光伏電站較方便地整體改造，也可依據(jù)客戶用電量的需求輕松地只對(duì)原有光伏電站中的部分光伏裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)改造。4、配置蓄電池成本較低通過本實(shí)用新型組建的系統(tǒng)，根據(jù)用戶負(fù)載的用電需求分析、用戶所在地的太陽輻射資源等因素推薦配備的最佳蓄電池容量一般均小于常規(guī)離網(wǎng)系統(tǒng)蓄電池容量的1/2以上，而且該系統(tǒng)的蓄電池實(shí)際運(yùn)行設(shè)計(jì)壽命可較常規(guī)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池壽命長(zhǎng)一倍或以上。5、兼容性高通過本實(shí)用新型組建的系統(tǒng)中多個(gè)品牌的并網(wǎng)光伏逆變器可良好地協(xié)同工作，含多臺(tái)微逆變器亦可。本實(shí)用新型提供的用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器，有效地將并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)良好地融合在一起，當(dāng)交流電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，本實(shí)用新型將能迅速切斷用戶負(fù)載與交流電網(wǎng)的連接，改由儲(chǔ)能設(shè)備經(jīng)雙向逆變器與光伏電站共同對(duì)用戶的負(fù)載或重要負(fù)載供電，若交流電網(wǎng)供電恢復(fù)正常，本實(shí)用新型將斷開雙向逆變器而重新把交流電網(wǎng)自動(dòng)接入用戶負(fù)載，光伏電站也將恢復(fù)為并網(wǎng)發(fā)電工作狀態(tài)。通過邏輯鎖定模塊控制主切換器快速切換并網(wǎng)或離網(wǎng)光伏發(fā)電方式，保證了用戶的負(fù)載或重要負(fù)載可不受市電故障或斷電的影響而得以連續(xù)不間斷的運(yùn)行。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)?！?br> 權(quán)利要求1.一種用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器，分別與交流電網(wǎng)、光伏電站、儲(chǔ)能設(shè)備和用戶負(fù)載連接成回路，其特征在于包括檢測(cè)控制裝置、主切換器和四個(gè)接線端； 所述四個(gè)接線端分別為交流電網(wǎng)端、光伏電站端、用戶負(fù)載端和儲(chǔ)能設(shè)備端； 所述檢測(cè)控制裝置包括邏輯鎖定模塊以及分別與其連接的電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊、第二光伏控制模塊； 所述電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊與交流電網(wǎng)端連接，用于檢測(cè)交流電網(wǎng)是否故障，并將故障信號(hào)和恢復(fù)信號(hào)傳遞到邏輯鎖定模塊； 所述第一光伏控制模塊與儲(chǔ)能設(shè)備端連接，用于在主切換器將并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換到離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程中，檢測(cè)儲(chǔ)能設(shè)備供電的穩(wěn)定性并計(jì)算儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間； 所述第二光伏控制模塊與交流電網(wǎng)端連接，用于在主切換器將離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換到并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程中，檢測(cè)交流電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性并計(jì)算交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載連接的持續(xù)時(shí)間； 所述邏輯鎖定單元與主切換器連接，用于根據(jù)電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊和第二光伏控制模塊的檢測(cè)信息，控制主切換器完成并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制器，其特征在于，當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)備與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第一預(yù)設(shè)時(shí)間且儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定時(shí)，第一光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)；當(dāng)交流電網(wǎng)與用戶負(fù)載的連接時(shí)間超過第二預(yù)設(shè)時(shí)間且儲(chǔ)能設(shè)備供電穩(wěn)定時(shí)，第二光伏控制模塊向邏輯鎖定模塊發(fā)送通知信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述主切換器包括切換電路和開關(guān)電路； 所述切換電路的兩個(gè)輸入端分別連接交流電網(wǎng)端和儲(chǔ)能設(shè)備端，切換電路的輸出端連接用戶負(fù)載端，用于切換用戶負(fù)載的供電電源； 所述開關(guān)電路的輸入端連接光伏電站端，輸出端連接用戶負(fù)載端，用于在并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的相互切換過程中控制光伏電站的斷開和接入。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其特征在于，當(dāng)邏輯鎖定模塊收到電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊發(fā)來的故障信號(hào)時(shí)，控制切換電路將用戶負(fù)載端與儲(chǔ)能設(shè)備端連接，同時(shí)將開關(guān)電路斷開； 當(dāng)邏輯鎖定模塊收到電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊發(fā)來的恢復(fù)信號(hào)時(shí)，控制切換電路將用戶負(fù)載端與交流電網(wǎng)端連接，同時(shí)將開關(guān)電路斷開； 當(dāng)邏輯鎖定模塊收到第一光伏控制模塊或第二光伏控制模塊發(fā)來的通知信號(hào)時(shí)，控制開關(guān)電路閉合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的控制器，其特征在于，還包括與邏輯鎖定模塊連接的狀態(tài)顯示模塊，所述狀態(tài)顯示模塊包括多個(gè)指示燈，用于顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)前所處的并網(wǎng)或離網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的控制器，其特征在于，還包括與邏輯鎖定模塊連接的手動(dòng)控制模塊，所述手動(dòng)控制模塊包括至少一個(gè)手動(dòng)切換部件，用于向邏輯鎖定模塊發(fā)送手動(dòng)操作指令信號(hào)，使邏輯鎖定模塊控制主切換器強(qiáng)制進(jìn)行并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的相互切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制器，其特征在于，還包括接線端子排，所述四個(gè)接線端固定于接線端子排中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制器，其特征在于，所述儲(chǔ)能設(shè)備端在外部通過一雙向逆變器與儲(chǔ)能設(shè)備連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間短于第一預(yù)設(shè)時(shí)間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于并網(wǎng)與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換的控制器，包括檢測(cè)控制裝置、主切換器和四個(gè)接線端；所述檢測(cè)控制裝置包括邏輯鎖定模塊以及分別與其連接的電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊、第二光伏控制模塊；所述邏輯鎖定單元與主切換器連接，用于根據(jù)電網(wǎng)故障檢測(cè)模塊、第一光伏控制模塊和第二光伏控制模塊的檢測(cè)信息，控制主切換器完成并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的切換。本實(shí)用新型通過邏輯鎖定模塊控制主切換器快速切換并網(wǎng)或離網(wǎng)光伏發(fā)電方式，保證了用戶的負(fù)載或重要負(fù)載可不受市電故障或斷電的影響而得以連續(xù)不間斷的運(yùn)行，有效地將并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)良好地融合在一起。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202696177SQ20122027783
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者屈柏耿, 孫韻琳, 侯進(jìn)旺, 沈輝, 段春艷, 章大鈞, 李柏青 申請(qǐng)人:順德中山大學(xué)太陽能研究院