[發(fā)明專利]一種大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能收集系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910094746.2
• 申請(qǐng)日: 2009-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101609997A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹銳;傅其中;汪福才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明綠電科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02N6/00
• 代理公司: 昆明祥和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 孟蓉英

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏電站電能綜合利用技術(shù)，特別是一種對(duì)于大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能的收集系統(tǒng)。

二、背景技術(shù)

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)的原理，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏電池在有光照的情況下，就能產(chǎn)生光照電能，電能的多少與光照的強(qiáng)度相關(guān)。光照的輻射能越強(qiáng)，產(chǎn)生的電能越多。在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池所產(chǎn)生直流電能，需經(jīng)過(guò)逆變器換成交流電能才能并入市電網(wǎng)；在大型太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)里使用大型逆變器，要啟動(dòng)這種逆變器工作，需要太陽(yáng)能電池提供足夠大的直流電能，即需要有足夠強(qiáng)的太陽(yáng)輻射能量才能驅(qū)動(dòng)逆變器正常工作。

然而，每天在逆變器正常啟動(dòng)工作之前及逆變器停止工作以后，由于有光照輻射，太陽(yáng)能電池中已經(jīng)有一定量的電能，但達(dá)不到逆變器工作要求，所以逆變器不工作，這部份電能一直是白白浪費(fèi)，非常可惜。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能收集系統(tǒng)，在現(xiàn)有的大型太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)采用高可靠電子原器件及線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可直接將太陽(yáng)能電池板上的電能收集并儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電瓶中，充分利用大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能，達(dá)到節(jié)能減排功效。

具體方案為：

一種大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能收集系統(tǒng)，其硬件是由直流高壓電子開(kāi)關(guān)、恒流器、DC/DC變換器、充電控制器、儲(chǔ)能電瓶、PLC可編程工業(yè)控制器和照度計(jì)構(gòu)成。其中，直流高壓電子開(kāi)關(guān)的作用是接通或斷開(kāi)從光伏發(fā)電站匯接的電流；恒流器的作用是限制DC/DC變換器輸入電流；DC/DC變換器作用是將太陽(yáng)能電池板上的直流高壓轉(zhuǎn)換成需要的低壓直流；充電控制器的作用是對(duì)電瓶充電電流、負(fù)載電流及過(guò)載進(jìn)行控制和保護(hù)；儲(chǔ)能電瓶用于收集儲(chǔ)存電能；PLC可編程控制器是剩余電能收集系統(tǒng)的控制核心，通過(guò)其完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制；照度計(jì)是根據(jù)太陽(yáng)光的強(qiáng)度通過(guò)PLC可編程控制器控制直流高壓電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)或關(guān)。

剩余電能是指光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)不向電網(wǎng)發(fā)電時(shí)從太陽(yáng)能板上所能收集得到的電能。剩余電能收集利用必須不影響電站正常發(fā)電。因此，什么時(shí)間可以收集電能，什么時(shí)候必須停止收集，是本系統(tǒng)控制的關(guān)鍵。控制由PLC工業(yè)控制器通過(guò)編程控制實(shí)現(xiàn)，PLC可根據(jù)儲(chǔ)存在芯片中電站地的天文資料及每天太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，計(jì)算啟動(dòng)逆變器的時(shí)間及逆變器停止工作的時(shí)間，同時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)能電瓶的電壓，進(jìn)而控制高壓電子開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間，最大限度的收集太陽(yáng)能電池板上的剩余電能。

本發(fā)明的控制模式是通過(guò)PLC可編程工業(yè)控制器控制直流高壓開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，具體為：

若每一組串電流0.3A為啟動(dòng)并網(wǎng)逆變器工作必需的電流，我們?nèi)‰娔苁占慕刂闺娏鳛?.25A。設(shè)太陽(yáng)能板能夠產(chǎn)出0.25A電流時(shí)的太陽(yáng)光照度為T0，任一時(shí)刻的照度Tt，控制量為φ1，則控制量φ1＝T_t-T₀

當(dāng)φ1≤0時(shí)，輸入端為高電位

取儲(chǔ)能電瓶電壓V0＝26.5V時(shí)為電瓶欠壓值，任一時(shí)刻的電壓Vt，控制量為φ2，則控制量φ2＝Vt-V0

當(dāng)φ2≤0時(shí)，輸入端為高電位

只有當(dāng)控制量φ1、φ2均≤0，兩個(gè)輸入端均為高電位時(shí)，PLC控制器輸出24V控制電壓，打開(kāi)高壓電子開(kāi)關(guān)，從匯流箱接入的電流通充電控制器給儲(chǔ)能電瓶充電。反之，當(dāng)控制量φ1、φ2有一個(gè)大于零，PLC控制器均不輸出24V控制電壓，高壓電子開(kāi)關(guān)關(guān)閉。高壓電子開(kāi)關(guān)關(guān)閉后，太陽(yáng)能板產(chǎn)出的電能，全部供逆變器發(fā)電。

控制模式確定后，再通過(guò)相應(yīng)的電子電路，即可實(shí)施對(duì)剩余電能收集。

本發(fā)明在現(xiàn)有的大型太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上，首先提出“剩余電量”概念，提出針對(duì)大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能收集適用具體系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的適用性。通過(guò)采用高可靠電子原器件及線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)光伏電站剩余電能收集，可以最大限度的利用太陽(yáng)光的輻射能量，提高光伏電站的產(chǎn)能效率。儲(chǔ)存起來(lái)的電能可以多種用途，充分利用大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能，達(dá)到節(jié)能減排功效。

四、附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電原理框圖

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)圖

圖3是本發(fā)明的PLC控制模式圖

五、具體實(shí)施方式

一種大型太陽(yáng)能光伏電站剩余電能收集系統(tǒng)，其硬件是由直流高壓電子開(kāi)關(guān)(1)、恒流器(6)、DC/DC變換器(2)、充電控制器(3)、儲(chǔ)能電瓶(5)、PLC可編程工業(yè)控制器(4)和照度計(jì)(7)構(gòu)成；

控制模式是通過(guò)PLC可編程工業(yè)控制器(4)控制直流高壓電子開(kāi)關(guān)(1)開(kāi)啟。