[发明专利]太阳能光伏并网离网混合发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏发电应用，尤其是能够以并网发电为主、同时还能够离网发电的混合光伏发电系统。

背景技术

太阳能光伏发电可代替和少用资源有限、不可再生的煤炭、石油、天然气等一次化石能源和由其转换成的二次能源。推广太阳能光伏发电应用，对减少化石能源的消费量和优化能源结构，具有重要意义。

太阳能光伏发电没有损害大气和生态环境的污染物的排放，是与人类赖以生存的生态环境相协调的清洁能源、绿色能源。推广太阳能光伏发电应用，可以减少CO2、SO2以及颗粒物等污染物的排放量，对减轻大气污染和保护生态环境发挥很大的作用。

目前，公知的太阳能光伏发电系统根据系统的运行模式不同可分为并网发电系统和离网发电系统。

太阳能光伏并网发电系统由太阳能电池方阵、并网逆变器及公用配电网等组成。太阳能能量通过太阳能电池方阵转换成直流电能，再通过并网逆变器将直流电能转换为交流电能，其电流与公用配电网电压同频率、同相位。太阳能光伏并网发电系统可工作于有公用电网的地区，不需要储能装置是其一大优点。

太阳能光伏离网发电系统一般由太阳能电池方阵、DC/DC变换器、充放电控制器、蓄电池组、离网逆变器等组成。太阳能电池方阵将接收到的太阳能转换成直流电能，通过DC/DC变换器的控制实现最大功率点跟踪，然后将光伏阵列的输出电能储存在蓄电池组中，蓄电池组通过充放电控制器将能量提供给直流负载或再通过DC/AC逆变器变换为交流电供给交流负载。太阳能光伏离网发电系统是可适应无电地区的用电解决方案。

可是，对于并网发电型系统，当配电网故障时，为防治孤岛效应，并网逆变器将不被允许工作，太阳能电池方阵的可转换的电能也没有被利用；而对于离网发电型系统，当蓄电池组已被充满，且没有用电负载，此时太阳能电池方阵因为没有输出负载，将不能发电，太阳能电池方阵的可转换的电能没有被利用。

针对单一太阳能光伏并网发电系统和离网发电系统的不足，为提高各种复杂运行条件下太阳能电池方阵的利用率，公开了“太阳能光伏并网离网混合发电系统”发明。

太阳能光伏并网离网混合发电系统可应用在与建筑集成的太阳能并网发电系统、家用太阳能屋顶发电系统等场合。

发明内容

本发明的目的是为了充分利用太阳能电池方阵的发电能力，同时提高用户应急负载供电可靠性，设计了一种太阳能光伏并网离网混合发电系统。

太阳能光伏并网离网混合发电系统由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、直流应急负载、并网逆变器、公用配电网等组成。太阳能电池方阵将接收到的太阳能转换成直流电能，通过对控制器内的DC/DC变换器的控制实现其最大功率点跟踪。大部分直流电能通过控制器内的中压直流母线提供给并网逆变器的输入，并经过并网逆变器将直流电能转换为满足并网条件的交流电能送入公用配电网；小部分直流电能通过控制器内的中压直流母线和直流降压变换器提供给低压直流母线，低压直流母线将其一部分提供给直流应急负载，另一部分储存在蓄电池组中。当控制器内的低压直流母线电压在正常工作范围值之外时，蓄电池组通过控制器内的充放电控制器将能量提供给直流应急负载，始终确保直流应急负载的可靠供电。

太阳能光伏并网离网混合发电系统具有并网离网混合发电的功能，以并网发电为主，同时还能够离网发电。即使当配电网故障时，为防治孤岛效应，并网逆变器不被允许工作，可是，经太阳能电池方阵转换的直流电能还能够通过控制器内的中压直流母线和直流降压变换器被直流应急负载和蓄电池组利用，提高了太阳能电池的利用率，确保了直流应急负载的可靠供电。

太阳能光伏并网离网混合发电系统减少了电能变换环节，提高了系统效率；太阳能光伏并网离网混合发电系统有效提高了系统年发电时间，提高了系统年发电量。太阳能光伏并网离网混合发电系统有效利用了各种复杂运行条件下太阳能电池方阵提供的清洁能源，具有良好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是太阳能光伏并网离网混合发电系统示意图。

图2是太阳能光伏并网离网混合发电系统中控制器示意图。

图3是控制器中运行模式控制单元的继电器控制流程图。

具体实施方式

1、太阳能光伏并网离网混合发电系统的电路拓扑