CN201018312Y - 一种光电互补控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光电互补控制系统，为解决现有能源紧缺的问题而设计。包括能够向负载提供电能的太阳能蓄能供电单元和市电供电单元；还包括太阳能市电切换单元，用于太阳能蓄能供电单元和市电供电单元切换。本实用新型将控制器、逆变器、常规电力切换电路集成在一起成为一个系统，便于系统的安装、维护，采用最大功率点跟踪(MPPT)技术，使电池组件始终保持最大功率输出，使整个系统的效率大幅度提高，降低了系统的成本，更有利于大面积的推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏发电技术领域，尤其涉及到光电和常规电力进行切换的全自动控制系统和电力储能领域。
背景技术
众所周知，太阳能是一种清洁的、取之不尽的可再生能源资源，对环境不会造成污染。太阳每年辐射到地球的能量为1.5×1018kWh，而人类消耗的每年总能量(原始能量)大约1014kWh，太阳发出的能量比人类消耗的能量多了15,000多倍，研究和利用太阳能将大有可为。目前我国尚有几千万人口生活在无电网覆盖地区，电力需求十分迫切。大力推广太阳能技术和产品应用是一项长期的经济的投资。电力供应不足已经严重的制约了经济发展，而这些地方往往又是太阳能资源非常丰富的地方，因此利用太阳能光伏技术解决这一问题无疑是一种上佳的方案。而实现这一技术的关键就在控制系统上，市场上的控制系统绝大部分都是独立的系统，遇到多连续阴雨天就不能使用，而且都是小功率的应用，功率大了就不稳定，价格也很高，在实际应用存在着诸多不便，限制了其推广应用的范围。
中国光伏工业还处于起步阶段，发展速度远远低于发达国家，同时也落后于国内市场发展的需求。但是，随着近年来的快速发展，我国光伏技术与世界先进水平相比，差距正在不断缩小。2002年国家启动西部省份“送电到乡”工程项目，在满足边远地区人们生活用电需求，提高西部地区人们生活水平的进程中发挥了重要作用，也给国内光伏产业带来了新的市场。据权威机构预测，到2010年全球的光伏市场和生产将继续保持20～30％或更高的速率增长。随着技术进步和市场规模的增长，预测到2020年住宅并网光伏发电系统的价格将从目前的$7.0/kWp下降到$1.52/kWp，发电成本将从目前的$0.24 5/kWh下降到$0.053/kWh，从而逐渐具备一定的市场竞争力。2008年奥运会将在北京举行，科技部，北京市等十个部门共同推出“奥运科技(2008)行动计划”，提出采用太阳能光伏发电技术，使包括奥林匹克公园、各场馆的路灯、草坪灯、公共厕所照明、绿地灌溉等，全部使用太阳能。此外，我国目前的能耗中将近70％由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响；如不改善能源结构，到2015年我国温室气体的总排放将超过美国成为全球第一排放大户，按目前趋势发展，预计到2020年，我国CO2的排放量将占全球总排放的28％。
从长远到2050年的能源形势来看，只有光伏运用能解决缺电问题，风能也能解决一部分。国际最著名的能源专家预言，“太阳能时代不是来不来的问题，是2020年来，还是2030年来或是2050年来的问题”。
根据计算，如果太阳能转化为电的效率是15％，每平方米的面积将能提供约0.036千瓦的电能其日平均将能提供约0.41千瓦小时的电能。如果沙漠地区每年有360天的日照时间，那么每平方米面积的沙漠，将能年提供约360×0.41＝150千瓦小时的电能。85.4万平方公里的沙漠将能年提供85.4×150×1010＝1.28×1014度电。以火力发电的年运转时为6400小时来计算，上述太阳能供电将等价于2×1010千瓦的电力装机。如以每标准核电站能提供106千瓦的电功率来计算，那么85万平方公里的沙漠地区将能提供约20000座核电站的电功率。某些人估计，到2050年，可能约需2500×106千瓦的电力。因此，仅由沙漠地区的12.5％的面积，亦即约为10万平方公里的面积，就能提供所需要的电力。内蒙古自治区的面积约110万平方公里，其中沙漠和沙漠化面积约为20～30万平方公里，所以，仅内蒙古自治区的沙漠地区的太阳能就能为中国在2050年以及今后的发展提供所需要的足够的电力。
实用新型内容
为克服上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种性能稳定、价格合理、功率高达1500w的可以和市电自动切换的光电互补控制系统。
为达到以上目的，本实用新型光电互补控制系统，包括能够向负载提供电能的太阳能蓄能供电单元和市电供电单元；还包括太阳能市电切换单元，用于太阳能蓄能供电单元和市电供电单元切换。
其中，上述的太阳能蓄能供电单元包括：太阳能电池、控制逆变装置和蓄电池组组成。
其中，上述的控制逆变装置包括用于将蓄电池中的储蓄的电能转换成交流电的供电部分和用于将太阳能电池所发出的电存储到蓄电池组的充电部分。
其中，上述的供电部分为DC-AC逆变电路。
其中，上述的充电部分包括BUCK电路，设置在太阳能能电池与蓄电池组之间，作为充电主电路；充电控制电路，由最大功率点控制电路，PWM脉宽调制电路，直流电压控制和蓄电池智能控制电路组成；其中，最大功率点控制电路用以监测太阳能电池输出的电流和电压，并将相关信息通过直流电压控制电路输出至PWM脉宽调制电路；蓄电池智能控制电路用以监测蓄电池组的电流和电压，并将相关信息输出至PWM脉宽调制电路；PWM脉宽调制电路用以根据相关信息对BUCK电路进行电阻变换。
本实用新型的优点是：将控制器、逆变器、常规电力切换电路集成在一起成为一个系统，便于系统的安装、维护，采用最大功率点跟踪(MPPT)技术，使电池组件始终保持最大功率输出，使整个系统的效率大幅度提高，降低了系统的成本，更有利于大面积的推广应用。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理图。
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实作新型的光电互补控制系统作进一步地说明。
如图1所示，本实作新型的光电互补控制系统，包括能够向负载提供电能的太阳能蓄能供电单元和市电供电单元；还包括太阳能市电切换单元，用于太阳能蓄能供电单元和市电供电单元切换。其中，上述的太阳能蓄能供电单元包括太阳能电池、控制逆变装置和蓄电池组组成。白天太阳能电池发电，通过控制逆变器给蓄电池充电，晚上给负载供电，当电力不足时，由常规电力给负载提供电力。其系统原理图为图1。
为使本实用新型最大限度的达到节能环保的目的，供电方式由太阳能供电为主，常规电力为辅，可以实现与常规电力进行切换：太阳能供电充足时，由太阳能供电；当太阳能供电不足时，由系统自动切换，由常规市电供电。一旦电池充电到恢复点量后，系统又切换到太阳能供电，极大的保护蓄电池，延长电池的使用寿命。整个系统全自动控制，光、时控开启，光、时控关闭，无需人工操作，使用方便，具有极高的经济效益。
充电电路构成了本实用新型主回路部分，配合太阳能电池与储能蓄电池工作。它既要实现太阳能电池的最大功率输出(即MPPT)，又要对蓄电池进行最小损耗模式充电，是整个系统十分重要的环节。
通过对各种拓扑的主电路进行理论分析和计算机仿真，比较后选取了BUCK电路作为充电电路主电路形式。如图2所示。
充电电路的主要功能优点在于：与太阳能电池、蓄电池的电压、容量等级匹配，保证充电时稳定可靠工作；充电主回路结构能适应控制需要，采用BUCK电路，方便实现太阳能电池的最大功率点跟踪；高效率、低损耗；
供电电路主要有DC-AC逆变电路常规电力切换电路组成，当蓄电池电能充足时将蓄电池提供的12～48v直流电逆变成50Hz、220v交流电，并给负载提供电力，当系统检测到蓄电池电力不足时，系统自动切换到常规电力供电，这样既节省电能又确保用电安全。
本实用新型的优点是：将控制器、逆变器、常规电力切换电路集成在一起成为一个系统，便于系统的安装、维护，采用最大功率点跟踪(MPPT)技术，使电池组件始终保持最大功率输出，使整个系统的效率大幅度提高，降低了系统的成本，更有利于大面积的推广应用。
Claims (5)
1.一种光电互补控制系统，其特征在于：包括能够向负载提供电能的太阳能蓄能供电单元和市电供电单元；还包括太阳能市电切换单元，用于太阳能蓄能供电单元和市电供电单元切换。
2.如权利要求1所述的光电互补控制系统，其特征在于：所述的太阳能蓄能供电单元包括：太阳能电池、控制逆变装置和蓄电池组组成。
3.如权利要求2所述的光电互补控制系统，其特征在于：所述的控制逆变装置包括用于将蓄电池中的储蓄的电能转换成交流电的供电部分和用于将太阳能电池所发出的电存储到蓄电池组的充电部分。
4.如权利要求3所述的光电互补控制系统，其特征在于：所述的供电部分为DC-AC逆变电路。
5.如权利要求3所述的光电互补控制系统，其特征在于：所述的充电部分包括BUCK电路，设置在太阳能能电池与蓄电池组之间，作为充电主电路；
充电控制电路，由最大功率点控制电路，PWM脉宽调制电路，直流电压控制和蓄电池智能控制电路组成；
其中，最大功率点控制电路用以监测太阳能电池输出的电流和电压，并将相关信息通过直流电压控制电路输出至PWM脉宽调制电路；蓄电池智能控制电路用以监测蓄电池组的电流和电压，并将相关信息输出至PWM脉宽调制电路；PWM脉宽调制电路用以根据相关信息对BUCK电路进行电阻变换。
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Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| CN102468685A (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 中兴通讯股份有限公司 | 供电系统 |
| CN102625532A (zh) * | 2012-03-18 | 2012-08-01 | 钟婕 | 一种蓄能光电感应控制器 |
| CN102810902A (zh) * | 2012-09-04 | 2012-12-05 | 山东力诺太阳能电力工程有限公司 | 一种家庭用混合型供电管理系统及供电管理方法 |
| CN103066687A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-04-24 | 宁波金源电气有限公司 | 一种ups带太阳能充电的逆变器 |
| CN103227483A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-07-31 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种供多种电池充电的太阳能充电器 |
| CN103762709A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-04-30 | 上海华测导航技术有限公司 | Gnss导航系统中实现光伏智能充电的装置和方法 |
| CN108093803B (zh) * | 2017-12-08 | 2021-06-04 | 中国农业大学 | 一种多用户随机供水施肥系统及优化设计方法 |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102468685A (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 中兴通讯股份有限公司 | 供电系统 |
| CN102625532A (zh) * | 2012-03-18 | 2012-08-01 | 钟婕 | 一种蓄能光电感应控制器 |
| CN102625532B (zh) * | 2012-03-18 | 2014-07-23 | 国网浙江杭州市萧山区供电公司 | 一种蓄能光电感应控制器 |
| CN102810902A (zh) * | 2012-09-04 | 2012-12-05 | 山东力诺太阳能电力工程有限公司 | 一种家庭用混合型供电管理系统及供电管理方法 |
| CN102810902B (zh) * | 2012-09-04 | 2014-10-22 | 山东力诺太阳能电力工程有限公司 | 一种家庭用混合型供电管理系统及供电管理方法 |
| CN103066687A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-04-24 | 宁波金源电气有限公司 | 一种ups带太阳能充电的逆变器 |
| CN103227483A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-07-31 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种供多种电池充电的太阳能充电器 |
| CN103227483B (zh) * | 2013-01-25 | 2016-01-20 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种供多种电池充电的太阳能充电器 |
| CN103762709A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-04-30 | 上海华测导航技术有限公司 | Gnss导航系统中实现光伏智能充电的装置和方法 |
| CN103762709B (zh) * | 2014-02-26 | 2016-01-13 | 上海华测导航技术股份有限公司 | Gnss导航系统中实现光伏智能充电的装置和方法 |
| CN108093803B (zh) * | 2017-12-08 | 2021-06-04 | 中国农业大学 | 一种多用户随机供水施肥系统及优化设计方法 |
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