[实用新型]一种用于光伏辅助并网发电的控制器及使用其的发电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏并网发电领域，具体涉及一种用于光伏辅助并网发电的控制装置及采用这种控制装置的发电系统。

背景技术

太阳能光伏发电系统可分为集中式大型并网光伏发电系统和分散式小型并网光伏发电系统两大类型。前者的主要特点是所发电能被直接输送到电网上，由电网统一调配向用户供电。而后者，特别是与建筑结合的住宅屋顶光伏发电系统，则是将光伏组件所发的电能直接分配到住宅用户的用电负载上，多余或不足的电力通过联接电网来调节。这种系统并可分为有逆流和无逆流两种形式。其中，有逆流系统，是在光伏系统产生剩余电力时将该电能送入电网；当光伏系统电力不够时，则由电网补充供电。这种系统，一般是为光伏系统的发电能力大于负载或发电时间同负荷用电时间不相匹配而设计的。住宅系统由于输出的电量受天气和季节的制约，而用电又有时间的区分，为保证电力平衡，一般均设计成有逆流系统。有逆流系统采用并网逆变的方法实现了既能向用户负载送电也能向电网送电。但是这样并不能解决以下问题：当在电网因故失电情况下，并网逆变器会因为防护“孤岛效应”而停止工作，造成能源浪费。无逆流系统，是以光伏系统发电和电网共同向用户负载供电，而在供电时，光伏系统发电不会流向电网，只有当光伏系统电力不够时，则由电网补充供电。光伏系统产生剩余电力时无逆流系统会造成的电力浪费，为了防止这种浪费，有的光伏发电系统增加了充电装置和蓄电池，用于存储多余的电能，并在光伏组件发电能力不足时用于对用户负载的补偿供电。但是，充电装置和蓄电池的使用，极大的增加了系统的建设和维护投入。

为此，需要一种光伏辅助并网发电系统，其能够以光伏发电和公共电网共同向用户负载供电，而且在供电时，光伏发电产生的剩余电力会流向公共电网，“储存”在公共电网中。而当光伏发电不能满足负载的功耗时，公共电网作为补充供应，并且可以实现以下目的：（1）光伏发电系统中不包含蓄电池等储能装置；（2）光伏发电产生的剩余电能输入公共电网，避免了浪费；（3）当公共电网因故失电情况下，光伏发电产生的电能仍能给用户负载使用，避免了浪费；（4）光伏发电作为优先电源，公共电网作为补充电源，保证光伏发电高效、优先的使用。

发明内容

本实用新型的目的之一在于提供一种用于光伏辅助并网发电的控制器，采用该控制器的光伏并网发电系统可以解决上述技术问题，并可以实现上述目的。

本实用新型所述的技术方案如下：

一种用于光伏辅助并网发电的控制器，包括以下部件：

直流升压模块，与光伏组件相连接，用于对光伏组件产生的直流电进行升压，其输出分别与直流补偿模块、直流限功率变压模块相连接；所述直流升压模块由第一电压反馈检测电路、第一DC-DC变换器和第一PWM控制电路构成。

直流限功率变压模块，与直流升压模块和控制模块相连接，其输出与并网逆变器相连接，用于根据控制信号将光伏组件输出的富余的电能输出给并网逆变器，进而输入公共电网；所述直流限功率变压模块由第二DC-DC变换器、第二PWM控制电路、第二电压反馈检测电路和第三电压反馈检测电路构成。其中，控制模块通过监测模块检测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果公共电网没有输出补偿电流并且直流补偿模块输出的直流电压高于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件发电有富余，此时控制模块控制直流限功率变压模块增大输出功率，将光伏组件所发的富余电能并网输出至公共电网；然后继续监测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果有公共电网补偿电流或者直流补偿模块输出的直流电压低于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件输送给用户负载的电量不够，此时控制直流限功率变压模块减小输出功率，减少并网输出至公共电网的电量，直至关闭直流限功率变压模块，停止将光伏组件所发的电能并网输出至公共电网，

直流补偿模块，与公共电网和直流升压模块相连接，用于在光伏组件的发电量小于用户负载的用电量时使得公共电网得市电可以对直流升压模块输出的直流电流进行补偿，并将补偿后的直流电流输出给所述交流逆变模块，其输出分别与交流逆变模块和监测模块相连接。所述直流补偿模块由整流电路和直流补偿电路构成。对用户负载来说，在光伏组件的发电量不足时，由公共电网先进行直流补偿，再将补偿后的直流电流逆变成市电。其中，整流电路将市电整流成直流电流后与光伏输出的直流电在直流端并联，进行直流补偿。采用直流补偿方式，有利于提高电路的可靠性，且成本低。