本實(shí)用新型屬于電氣控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近來(lái)，伴隨地球溫室效應(yīng)的異常氣象等頻繁發(fā)生。伴隨地球溫室效應(yīng)，極地的冰河開始大規(guī)模溶解。預(yù)想這些異常氣象等會(huì)大幅度破壞或變更地球的生態(tài)系統(tǒng)。為了給后代保留安全且容易生活的環(huán)境，必須抑制這種地球溫室效應(yīng)造成的環(huán)境破壞。地球溫室效應(yīng)的主要原因是二氧化碳向大氣中的大量排放。這是由于現(xiàn)代文明主要通過(guò)燃燒煤炭或石油等化石燃料來(lái)得到能量。因此，為了抑制地球溫室效應(yīng)，同時(shí)得到能量，需要不依賴以往的化石燃料的能源。
作為這種新能源，風(fēng)力或太陽(yáng)光備受關(guān)注。根據(jù)這種見(jiàn)解，各國(guó)積極研究開發(fā)了風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)光發(fā)電。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池(組)組成，太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中的核心部分，太陽(yáng)能電池板的作用是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中最重要的部件之一，其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽(yáng)電池是否具有使用價(jià)值的重要因素。白天，在光照條件下，太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)組件的串并聯(lián)形成太陽(yáng)能電池方陣，使得方陣電壓達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過(guò)充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，將由光能轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能貯存起來(lái)。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過(guò)逆變器的作用，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進(jìn)行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進(jìn)行控制，保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統(tǒng)還應(yīng)有限荷保護(hù)和防雷裝置，以保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的過(guò)負(fù)載運(yùn)行及免遭雷擊，維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的安全使用。
但太陽(yáng)能電池板輸出電壓具有不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。太陽(yáng)能輸出電壓忽大忽小，這樣的波動(dòng)電壓會(huì)影響用電設(shè)備的壽命，甚至直接毀壞用電設(shè)備，給人們的生活帶來(lái)不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有太陽(yáng)能輸出電壓不穩(wěn)，影響用電設(shè)備壽命的問(wèn)題，提供了一種基于比例可調(diào)直流斬波電路的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型所述基于比例可調(diào)直流斬波電路的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，包括單相橋式逆變電路、電感L1、電感L2、電感L3、電感L4、二極管VD6、二極管VD7、電解電容C1、電解電容C2、電解電容C3、電解電容C4、電解電容C5、電容C6、晶體管V1、晶體管V6、比較器A1、比較器A2、參考直流電源UREF、電阻R1、電阻R2和三角波發(fā)生器；
太陽(yáng)能電池的正極輸出端連接電感L3的一端，電感L3的另一端同時(shí)連接晶體管V6的漏極和電容C6的一端，電容C6的另一端同時(shí)連接電感L4的一端和二極管VD7的陽(yáng)極，二極管VD7的陰極同時(shí)連接電解電容C1的正極和電感L1的一端；
太陽(yáng)能電池的負(fù)極輸出端同時(shí)連接晶體管V6的源極、電感L4的另一端、電解電容C1的負(fù)極、晶體管V1的源極、參考直流電源UREF的負(fù)極、電解電容C4的負(fù)極、電解電容C3的負(fù)極、電解電容C2的負(fù)極、電阻R2的一端、電解電容C5的負(fù)極和單相橋式逆變電路的負(fù)極輸入端；
電感L1的另一端同時(shí)連接晶體管V1的漏極和二極管VD6的陽(yáng)極，二極管VD6的陰極同時(shí)連接電解電容C2的正極、電阻R1的一端、電解電容C5的正極和單相橋式逆變電路的正極輸入端；
晶體管V1的柵極連接比較器A2的輸出端，比較器A2的反相輸入端連接三角波發(fā)生器的三角波信號(hào)輸出端，比較器A2的同相輸入端連接比較器A1的輸出端，比較器A1的同相輸入端連接參考直流電源UREF的正極，比較器A1的反相輸入端同時(shí)連接電解電容C4的正極和電感L2的一端，電感L2的另一端同時(shí)連接電解電容C3的正極、電阻R1的另一端和電阻R2的另一端；
單相橋式逆變電路的交流電源輸出端連接公共電網(wǎng)。
優(yōu)選地，晶體管V1設(shè)置有寄生二極管VD1，寄生二極管VD1反向并聯(lián)在晶體管V1的源極、漏極之間。
優(yōu)選地，單相橋式逆變電路由晶體管V2、晶體管V3、晶體管V4和晶體管V5構(gòu)成，晶體管V2設(shè)置有寄生二極管VD2，寄生二極管VD2反向并聯(lián)在晶體管V2的源極、漏極之間；晶體管V3設(shè)置有寄生二極管VD3，寄生二極管VD3反向并聯(lián)在晶體管V3的源極、漏極之間；晶體管V4設(shè)置有寄生二極管VD4，寄生二極管VD4反向并聯(lián)在晶體管V4的源極、漏極之間；晶體管V5設(shè)置有寄生二極管VD5，寄生二極管VD5反向并聯(lián)在晶體管V5的源極、漏極之間。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的并網(wǎng)控制系統(tǒng)適用于太陽(yáng)光不強(qiáng)區(qū)域的光發(fā)電系統(tǒng)，太陽(yáng)能發(fā)電輸出的低電壓先進(jìn)行穩(wěn)壓，再由比例可調(diào)的升壓斬波電路變換成可輸出大小的直流電壓，逆變并網(wǎng)至電網(wǎng)中，本實(shí)用新型控制系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定，設(shè)備壽命不受電壓波動(dòng)影響。本實(shí)用新型通過(guò)增加比例可調(diào)的升壓斬波環(huán)節(jié)，可以解決逆變器輸入電壓直流電很低時(shí)逆變器運(yùn)行特性差的缺點(diǎn)。通過(guò)該環(huán)節(jié)將逆變器直流母線電壓直流電提高并穩(wěn)定或穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，使得逆變器有輸入電壓直流電穩(wěn)定、逆變效果好等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)更好的并網(wǎng)。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型所述基于比例可調(diào)直流斬波電路的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述基于比例可調(diào)直流斬波電路的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分為三大部分：穩(wěn)壓電路、比例可調(diào)的升壓斬波電路和單相橋式逆變電路；
太陽(yáng)能電池輸出的直流電源隨光強(qiáng)的大小變化而波動(dòng)，該直流電源由穩(wěn)壓電路進(jìn)行初步穩(wěn)定、由C1濾波，所述穩(wěn)壓電路由L3、L4、V6、VD7、C6構(gòu)成，穩(wěn)壓電路輸出的電壓由C1濾波后得到的電壓為比例可調(diào)的升壓斬波電路的輸入電壓ui，比例可調(diào)的升壓斬波電路的輸出電壓uo被單相橋式逆變電路逆變輸出，再并網(wǎng)至公共電網(wǎng)中。
直流升壓斬波電路的主體結(jié)構(gòu)包括L1、V1、VD6、VD1、C3，其它部分為比例調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，使輸出電壓uo與輸入電壓ui的比例可調(diào)，以保證輸出穩(wěn)定的輸出電壓uo，本實(shí)施方式設(shè)計(jì)了帶濾波器的比例調(diào)節(jié)電路，R1、R2構(gòu)成分壓電路，其中對(duì)R2兩端的電壓進(jìn)行采樣，得到采樣電阻R2兩端電壓值kuo，其中k∈(0,1)。
C3、L2、C4構(gòu)成“濾波器”對(duì)采樣電壓kuo進(jìn)行濾波，可有效地濾掉噪聲信號(hào)，得到電壓信號(hào)kūo，kūo為濾波平穩(wěn)后電壓。
電壓信號(hào)kūo作用于比較器A1的反相輸入端，與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓UREF比較放大，這一環(huán)節(jié)可視為比例控制器環(huán)節(jié)，得出調(diào)整量uA1。比較器A2根據(jù)該A1輸出的調(diào)整量uA1、利用三角波信號(hào)調(diào)節(jié)A2輸出uA2的占空比，調(diào)節(jié)結(jié)果使輸出電壓uo穩(wěn)定在期望值，即通過(guò)電壓信號(hào)kūo的比例調(diào)整來(lái)完成該斬波電路的輸出電壓uo穩(wěn)定輸出。當(dāng)太陽(yáng)能輸出直流電壓等級(jí)較低時(shí)，直流升壓斬波電路將其升壓并穩(wěn)壓，輸出逆變并入電網(wǎng)；當(dāng)太陽(yáng)能輸出直流電壓等級(jí)適當(dāng)時(shí)，對(duì)其穩(wěn)壓，輸出逆變并入公共電網(wǎng)。