[发明专利]自动追踪式智能管理光伏供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是一种基于光伏供电、适用于小型用电设备常规供电的智能管理光伏供电系统。 

背景技术

在电能使用量骤增、不可再生资源不断减少的二十一世纪的今天，如何提高资源的使用效率以及开发新型能源已经成为世界各国科学研究迫在眉睫的新课题与研究方向。太阳能作为当今最普及的一种绿色能源，已经得到广泛的应用。 

通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。一般说来用作常规用电的光伏系统需要采用带蓄电池的并网光伏供电系统，主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池、交流逆变器组成。现有的带有蓄电池的并网光伏供电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。 

一般的光伏供电系统的太阳跟踪方案中，较多的注重点是放在对太阳位置的精确定位和实时跟踪，采用步进电机作为跟踪机构的驱动机构，跟踪方案的设计上只是单一平面的跟踪，即只有仰角的跟踪，从而电路的设计相对较复杂，增加微控制器的运行负担和硬件成本。 

如何实现不同供电方式的切换和管理，及同时如何实现太阳能供电的“剩余能量最大化”，是将光伏供电系统应用到常规供电中亟需解决的问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于光伏供电的供电系统，利用直流电机驱动、采用定时跟踪太阳位置方式实现光伏供电，并根据系统监测情况实现电网供电、光伏供电和蓄电池逆变三种供电方式的管理和转换，为小型设备的用电提供保障。 

本发明以如下技术方案解决上述技术问题： 

本发明自动追踪式智能管理光伏供电系统由包括至少一组的光伏单元3、电池4、电池接入电路11、前端PWM供电电路12、PWM发生电路13、DC-DC逆变电路14、电网输入与系 统输出接口电路15、市电同步跟踪电路16、主控MCU供电电路17、主控MCU及人机交换界面电路18、DC-AC转换电路19、电池充电电路20和单元结构阵列电路21组成。 

所述光伏单元3通过光伏单元供电接口CON2和光伏单元通信接口CON4接入单元结构阵列电路21；所述电池接入电路11的输入端连接到电池接线端BATT-VCC和BATT-GND，输出端连接到DC-DC逆变电路14的电源输入端和主控MCU供电电路17的电源输入端，接收来自主控MCU供电电路17的开关控制信号；所述前端PWM供电电路12的输入端连接到电池接线端BATT-VCC和BATT-GND，输出端连接到PWM发生电路13的输入端；所述PWM发生电路13的输出端连接到DC-DC逆变电路14的输入端，同时接收来自主控MCU及人机交换界面电路18的控制信号和来自DC-DC逆变电路14的反馈信号；所述DC-DC逆变电路14的电源输入来自电池接入电路11的输出，输出电源连接到DC-AC转换电路19的电源输入端；所述电网输入与系统输出接口电路15输入电网电源，输出连接到输出接线端220L_OUT和220N_OUT，并输出到电池充电电路20电源输入端；所述市电同步跟踪电路16输入端连接到电网电源输入端子220L IN和220N_IN，输出检测信号到主控MCU及人机交换界面电路18；所述主控MCU供电电路17的输入端与电池接入电路11的输出端连接，输出信号连接到主控MCU及人机交换界面电路18的电源输入端，输出低压电源输入到DC-AC转换电路19和主控MCU及人机交换界面电路18；所述主控MCU及人机交换界面电路18的电源输入端连接至主控MCU供电电路17的输出，接收来自市电同步电路16的检测信号，分别输出控制信号连接到电池接入电路11、PWM发生电路13、DC-AC转换电路19和电池充电电路20，与单元结构阵列电路21之间通过光伏单元通信接口CON4实现双向通讯；所述DC-AC转换电路19输出连接到电网输入与系统输出接口电路15；所述电池充电电路20接收来自电网输入与系统输出接口电路15的电源输入，并接收来自主控MCU及人机交换界面电路18的控制信号，输出端连接到输出端子SUP_VCC和SUP_GND。