專利名稱：一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
002本實用新型屬于新能源電力領(lǐng)域，具體涉及一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)。003
背景技術(shù)：
004新能源發(fā)電供電裝置已經(jīng)得到越來越多人的認可與應(yīng)用，特別是光電和風(fēng)電得到各國政府的重視。由于早期光伏發(fā)電組件價格很貴，每W達幾十元人民幣，使發(fā)電供電成本每度電高達幾元人民幣(離網(wǎng)系統(tǒng)中每度電的蓄電池成本也要1-2元人民幣)遠遠高于市電價格，只能用于偏遠和無電地區(qū)的應(yīng)急和最基本的供電。而如今，光伏組件每W只有幾(目前5-7)元人民幣，其發(fā)電壽命達25年，每度電的光伏組件成本只有幾(目前2-3)角人民幣，但是蓄電池成本變化不大，所以需要減少蓄電池和其他配件的投入，即如果改變離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的構(gòu)成方式或采用連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電方式效果會更好，如此完全有可能使發(fā)電供電成本降至與市電相當市場價格。005不過，對于離網(wǎng)光伏系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)與產(chǎn)品，由于上述的背景原因，其技術(shù)方案是局限于為無電地區(qū)與環(huán)境提供電力的單一用途，使得現(xiàn)有離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的技術(shù)產(chǎn)品局限于獨立發(fā)電供電使用，這樣就使其在光伏不發(fā)電時段以及為解決光伏電力不穩(wěn)定性和間歇性，不得不靠蓄電池來維持穩(wěn)定的供電，由于蓄電池造價高壽命短，使得離網(wǎng)光伏電力系統(tǒng)與裝置的供電成本依然昂貴，只能用于偏遠和無電地區(qū)的應(yīng)急和最基本的供電，大大限制了新能源電力，特別是限制了光伏電力(及風(fēng)電)的推廣與普及。006對于采用連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電方式來說，為解決光伏電力不穩(wěn)定性和間歇性，要做到在有電地區(qū)應(yīng)用光伏電力并與市電互補為用戶提供滿足負載連續(xù)不間斷用電需求，就要求離網(wǎng)光伏電力系統(tǒng)和市電供電系統(tǒng)實現(xiàn)不間斷的相互切換。特別是離網(wǎng)逆變器是在負載接入時開始供電，而且離網(wǎng)逆變器供電時，從直流輸入到逆變后交流輸出，需要一個電力變換處理過程，輸出的電力功率逐漸增加并爬升至額定功率，此過程需要一定的時間，對于大功率需求的切入離網(wǎng)供電系統(tǒng)，不能做到像在線UPS切入市電那樣只需要不到5ms，而是要高出幾倍的時間，在許多在線實時供電系統(tǒng)中，負載要求電力切換時間要與在線UPS的切換時間相當，小于5ms。這樣就使得離網(wǎng)逆變器在市電供電切換到離網(wǎng)供電方式是不能滿足切換時間的需求，導(dǎo)致離網(wǎng)光伏電力系統(tǒng)和市電供電系統(tǒng)不能實現(xiàn)雙路徑雙方向不間斷的相互切換，也就不能有效實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電。007發(fā)明內(nèi)容為了解決這一缺陷與問題，做到光伏發(fā)電系統(tǒng)連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電，使有電地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)高性價比，且方便有效的應(yīng)用新能源電力，特別是光伏電力，本實用新型提出一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng),其實施方案為一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)，包括發(fā)電組件、DC/DC及MPPT、充電、放電及直流調(diào)配電路、蓄電池組A、蓄電池組B、DC/AC逆變器、電子電控開關(guān)電路A、電子電控開關(guān)電路B、電子電控開關(guān)電路C、電子電控開關(guān)電路D、AC/DC電路、系統(tǒng)控制器、交流負載端口、系統(tǒng)總線、系統(tǒng)電源以及市電網(wǎng)；其特征是
3[0009]發(fā)電組件、DC/DC及MPPT、充電、放電及直流調(diào)配電路至蓄電池組A及蓄電池組B順次連接；發(fā)電組件、DC/DC及MPPT、充電、放電及直流調(diào)配電路、DC/AC逆變器順次連接并通過電子電控開關(guān)電路C連接交流負載端口 ；發(fā)電組件、DC/DC及MPPT、充電、放電及直流調(diào)配電路、DC/AC逆變器、電子電控開關(guān)電路B、AC/DC電路、充電、放電及直流調(diào)配電路、蓄電池組A及蓄電池組B順次相連；市電網(wǎng)通過電子電控開關(guān)電路D連接交流負載端口；市電網(wǎng)、電子電控開關(guān)電路A、AC/DC電路、充電、放電及直流調(diào)配電路至蓄電池組A或蓄電池組B順次連接；系統(tǒng)電源連接充電、放電及直流調(diào)配電路和系統(tǒng)控制器及通過系統(tǒng)總線與DC/DC及MPPT、充電、放電及直流調(diào)配電路、DC/AC逆變器、電子電控開關(guān)電路A、電子電控開關(guān)電路B、電子電控開關(guān)電路C、電子電控開關(guān)電路D、AC/DC相連接；系統(tǒng)控制器通過系統(tǒng)總線與DC/DC及MPPT、充電、放電及直流調(diào)配電路、DC/AC逆變器、電子電控開關(guān)電路A、電子電控開關(guān)電路B、電子電控開關(guān)電路C、電子電控開關(guān)電路D、AC/DC電路相連接。通過本實用新型技術(shù)方案可以通過獨到的離網(wǎng)供電內(nèi)部帶載電力路徑，以一種全新的離網(wǎng)光伏供電系統(tǒng)體系構(gòu)造賦予光伏發(fā)電系統(tǒng)全新的工作模式和功效，在光伏不發(fā)電時段以及光伏電力不穩(wěn)定性和間歇性，不再只靠蓄電池來維持穩(wěn)定的供電，而是利用與市電網(wǎng)的電力互補彌補光伏不發(fā)電時段的電力供給的空缺與不足，節(jié)省了大量蓄電池投入與消耗。本實用新型通過離網(wǎng)供電內(nèi)部帶載電力路徑預(yù)啟動DC/AC逆變器，使其功率爬升至負載需求的功率或額定功率時，進行市電到系統(tǒng)供電的瞬間實時在線不間斷切換，方法新穎、簡捷且有效克服現(xiàn)有技術(shù)與產(chǎn)品的缺陷，不僅節(jié)省光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的投資為光伏電力應(yīng)用開創(chuàng)了可盈利模式與途徑，還實現(xiàn)了有電地區(qū)具備高性價比的光伏供電系統(tǒng)，使光伏電力替代市電高峰用電期供電，而在市電谷電期，用戶利用谷價市電，在為用戶節(jié)省用電成本的同時，為市電的調(diào)峰做出貢獻。011
附圖I為一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)原理示意框圖。013具體實施方式
作為實施例子，結(jié)合附圖I對本實用新型的一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)給予說明，但是，本實用新型的技術(shù)與方案不限于本實施例子給出的內(nèi)容。附圖I給出了一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)的原理框圖。由附圖所示，本實用新型提出的一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)，包括發(fā)電組件(1)、DC/DC及MPPT (2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、蓄電池組A (4a)、蓄電池組B (4b)、DC/AC逆變器(5)、電子電控開關(guān)電路A (6a)、電子電控開關(guān)電路B (6b)、電子電控開關(guān)電路C (6c)、電子電控開關(guān)電路0(6(1)4(/1)((7)、系統(tǒng)控制器(8)、交流負載端口(9)、系統(tǒng)總線(10)、系統(tǒng)電源(11)以及市電網(wǎng)(12)組成；其特征是發(fā)電組件(I)、DC/DC及MPPT (2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)至蓄電池組A (4a)及蓄電池組B (4b)順次連接，構(gòu)成光伏電力充電蓄電路徑；發(fā)電組件(I)、DC/DC及MPPT(2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器
(5)順次連接并通過電子電控開關(guān)電路以6c)連接交流負載端口(9)，構(gòu)成光伏電力向負載供電的光伏供電路徑；發(fā)電組件(I)、DC/DC及MPPT(2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器
(5)、電子電控開關(guān)電路B (6b)、AC/DC (7)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、蓄電池組A (4a)及蓄電池組B(4b)順次相連，構(gòu)成離網(wǎng)供電帶載內(nèi)部電力路徑；市電網(wǎng)(12)通過電子電控開關(guān)電路D (6d)連接交流負載端口(9)構(gòu)成市電向負載供電的市電供電路徑；020市電網(wǎng)(12)、電子電控開關(guān)電路A(6a)、AC/DC(7)、充電、放電及直流調(diào)配電路⑶至蓄電池組A(4a)或蓄電池組B(4b)順次連接，構(gòu)成市電為蓄電池補電充電的市電充電路徑；021系統(tǒng)電源(11)連接充電、放電及直流調(diào)配電路(3)和系統(tǒng)控制器⑶及通過系統(tǒng)總線(10)與DC/DC及MPPT (2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器(5)、電子電控開關(guān)電路A (6a)、電子電控開關(guān)電路B (6b)、電子電控開關(guān)電路C (6c)、電子電控開關(guān)電路D(6d)、AC/DC(7)相連接，構(gòu)成系統(tǒng)電源供電路徑；022系統(tǒng)控制器(8)通過系統(tǒng)總線(10)與DC/DC及MPPT (2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器(5)、電子電控開關(guān)電路A(6a)、電子電控開關(guān)電路B(6b)、電子電控開關(guān)電路C(6c)、電子電控開關(guān)電路D(6d)、AC/DC(7)相連接，構(gòu)成系統(tǒng)控制與檢測的
信號鏈路。023系統(tǒng)控制方法是通過構(gòu)造建立離網(wǎng)供電內(nèi)部帶載電力路徑，形成離網(wǎng)逆變器運行的必要條件，系統(tǒng)控制器(8)調(diào)節(jié)連通離網(wǎng)供電內(nèi)部帶載電力路徑并使其受控啟動，DC/AC逆變器(5)功率提升到設(shè)定值時，系統(tǒng)控制器(8)調(diào)節(jié)切換開關(guān)電子電控開關(guān)電路D(6d)關(guān)斷，同時電子電控開關(guān)電路C(6c)閉合，實現(xiàn)市電實時不間斷切換到系統(tǒng)供電方式。024對于有市電的用戶，如居民、商戶、辦公、企業(yè)及公共場所，均可以利用本實用新型的一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)，連接負載和市電網(wǎng)或微電網(wǎng)，構(gòu)成光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)，成為電網(wǎng)用戶側(cè)的用電系統(tǒng)，對電網(wǎng)沒有饋電影響，不受并網(wǎng)的限制。而且本實用新型的系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)所配蓄電池相比，需要很少的蓄電池配置，僅需完成光伏發(fā)電時波動的平抑補電即可，使光伏電力直接為負載供電，光伏電力不能滿足時，在線實時不間斷切換到電網(wǎng)，由電網(wǎng)為負載供電，使新能源電力自發(fā)自用為主，蓄電備用為輔，雙路供電既解決光伏電力不穩(wěn)定性和間歇性，又為電網(wǎng)削峰填谷進行電力調(diào)峰。
權(quán)利要求1. 一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)，包括發(fā)電組件(1)、0(/1)(及10^1'(2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、蓄電池組A(4a)、蓄電池組B(4b)、DC/AC逆變器(5)、電子電控開關(guān)電路A (6a)、電子電控開關(guān)電路B (6b)、電子電控開關(guān)電路C (6c)、電子電控開關(guān)電路D(6d)、AC/DC電路(7)、系統(tǒng)控制器⑶、交流負載端口(9)、系統(tǒng)總線(10)、系統(tǒng)電源(11)以及市電網(wǎng)(12);其特征是發(fā)電組件(1)、DC/DC及MPPT(2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)至蓄電池組A(4a)及蓄電池組B(4b)順次連接；發(fā)電組件(I)、DC/DC及MPPT(2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器(5)順次連接并通過電子電控開關(guān)電路C (6c)連接交流負載端口(9)；發(fā)電組件(I)、DC/DC及MPPT (2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器(5)、電子電控開關(guān)電路B(6b)、AC/DC電路(7)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、蓄電池組A(4a)及蓄電池組B(4b)順次相連；市電網(wǎng)(12)通過電子電控開關(guān)電路lK6d)連接交流負載端口(9);市電網(wǎng)(12)、電子電控開關(guān)電路A(6a)、AC/DC電路(7)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)至蓄電池組A(4a)或蓄電池組B(4b)順次連接；系統(tǒng)電源(11)連接充電、放電及直流調(diào)配電路(3)和系統(tǒng)控制器(8)及通過系統(tǒng)總線(10)與0(/1)(及10^1'(2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器(5)、電子電控開關(guān)電路A(6a)、電子電控開關(guān)電路B(6b)、電子電控開關(guān)電路以60)、電子電控開關(guān)電路0(6(1)、4(/1)((7)相連接；系統(tǒng)控制器⑶通過系統(tǒng)總線(10)與DC/DC及MPPT (2)、充電、放電及直流調(diào)配電路(3)、DC/AC逆變器(5)、電子電控開關(guān)電路A (6a)、電子電控開關(guān)電路B (6b)、電子電控開關(guān)電路C (6c)、電子電控開關(guān)電路D (6d)、AC/DC電路(7)相連接。專利摘要本實用新型屬于新能源電力領(lǐng)域，具體涉及一種光伏電力連網(wǎng)與離網(wǎng)的雙路供電系統(tǒng)，包括發(fā)電組件、DC/DC及MPPT、充電、放電及直流調(diào)配電路、蓄電池組A、蓄電池組B、DC/AC逆變器、電子電控開關(guān)電路A、電子電控開關(guān)電路B、電子電控開關(guān)電路C、電子電控開關(guān)電路D、AC/DC電路、系統(tǒng)控制器、交流負載端口、系統(tǒng)總線、系統(tǒng)電源以及市電網(wǎng)。以一種全新的系統(tǒng)體系構(gòu)造賦予光伏發(fā)電系統(tǒng)全新的工作模式和功效，在光伏不發(fā)電時段以及光伏電力不穩(wěn)定性和間歇性，利用與市電網(wǎng)的電力互補彌補光伏不發(fā)電時段的電力供給的空缺與不足，節(jié)省了大量蓄電池投入與消耗，有效克服現(xiàn)有技術(shù)與產(chǎn)品的缺陷，在為用戶節(jié)省用電成本的同時，為市電的調(diào)峰做出貢獻。
文檔編號H02J9/04GK202749897SQ20122037090
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者周錫衛(wèi) 申請人:周錫衛(wèi)