[发明专利]一种光伏系统能量输出方法及光伏供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能领域，特别涉及一种光伏系统能量输出方法及光伏供电系统。

背景技术

光伏发电，英文词Photovoltaicpowergeneration。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。多晶硅电池效率在16%至17%左右，单晶硅电池的效率约18%至20%。光伏组件是由一个或多个太阳能电池片组成。

光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。其中独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。

目前，正常的离网光伏发电系统为交流负载供电时，逆变器工作过程是：当太阳能电池板有电过来时，其处于光伏逆变模式工作。当负载过大，或太阳能电池板传过来的能量过小不足于带动负载时，其会转到电池逆变模式，当电池耗完能量后，其会转到市电旁路模式运行。这就是普通的方案的正常工作状态。如图1所示，当太阳能电池板转化的能量不足时，就会转移到其它地方供电使用，太阳能电池板转化的能量就会补完全浪费掉。加入了光伏能量补偿设备后，其工作模式将会发生转变。

发明内容

本发明的目的是提出一种光伏供电系统，该供电系统中采用能量补偿的方式，在光伏系统能为负载独立供电时，由光伏系统单独为负载供电，当光伏系统不足以为负载供电时，通过均流系统由市电补偿输出共同为负载供电。

本发明的技术方案是：一种光伏能量输出方法，该方法适应于离网光伏发电系统中，该系统采用市电和离网光伏发电系统共同为负载供电，其控制过程包括以下步骤：

对负载和光伏发电系统进行检测：

当光伏发电系统的输出大于或者等于负载时，采用光伏发电系统单独为负载供电；

当光伏发电系统的输出小于负载而大于设定值时，采用光伏发电系统和市电共同为负载供电，通过均流系统实现市电补偿供电；

当光伏发电系统的输出小于设定值时，由市电为负载单独供电。

在负载为交流负载时，接入光伏离网逆变器，在市电补偿供电时，先进行整流成直流电输入到光伏离网逆变器直流母线一端，当市电单独供电时，直接拉入到负载的交流输入端。

本发明的光伏能量输入方法中，在光伏系统能为负载独立供电时，由光伏系统单独为负载供电，当光伏系统不足以为负载供电时，通过均流系统由市电补偿输出共同为负载供电。这样就会充分的使用光伏的能量，使其不会被白白的浪费掉。当判断光伏完全没有或者处于完全没有补偿必要的情况下，就会切断能量补偿，使其工作在电池逆变模式，或市电旁路模式。避免不必要的能量浪费。

本发明还提供一种光伏供电系统，包括太阳能电池板、MPPT模块，所述的太阳能电池板通过所述的MPPT模块为负载供电，还包括光伏能量补偿单元，所述的光伏能量补偿单元设置在MPPT模块与负载之间，在所述的太阳能电池板不足以提供负载所需能量时，利用市电整流后补充输出。

本供电系统中光伏能量补偿单元是关键，优选的光伏能量补偿单元包括：输入EMI电路、无源PFC电路、DC/DC电路、整流滤波电路、输出EMI电路、均流控制单元；

所述的输入EMI电路输入端接市电，输出端接所述的无源PFC电路的交流输入端，所述的无源PFC电路的直流输出端接所述的DC/DC电路的输入端，所述的DC/DC电路的控制输入端接所述的均流控制单元的均流控制信号输出端，所述的DC/DC电路输出直流端接所述的整流滤波电路的输入端，所述的整流滤波电路的输出端接所述的输出EMI电路的输入端，所述的输出EMI电路的输出端接负载。还包括保护控制模块、输入检测电路、输出检测电路、温度检测装置，所述的保护控制模块的控制信号输入端分别接所述的输入检测电路、输出检测电路和温度检测装置的输出端，所述的保护控制模块的的信号输出端接所述的DC/DC电路的控制输入端。还包括远程监控模块，所述的远程监控模块将上位机与所述的均流控制单元和保护控制模块通信连接。当市电为三相市电，所述的无源PFC电路为三相无源PFC电路。负载为交流负载，在所述的负载和所述的光伏能量补偿单元之间还包括光伏离网逆变器。