[發明專利]一種多功能光伏UPS系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201210000669.1
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102427266A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 韓軍良;徐海波
• 申請（專利權）人: 廣東易事特電源股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M7/42;H02J3/38
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵

技術領域

?本發明涉及光伏逆變電源領域，尤其是涉及一種多功能光伏UPS系統及其控制方法。

背景技術

隨著世界能源需求的持續增長和環境污染問題的日益嚴重，開發新能源和可再生能源日益受到世界各國的重視。光伏發電作為一種新能源產業，具有綠色、環保的優點。UPS是一種含有儲能裝置、以逆變器為主要組成的恒壓恒頻的不間斷電源，為負載提供不間斷供電。

目前市場上的光伏發電產品和UPS產品功能單一，造成資源得不到充分的利用。光伏發電包括光伏離網發電及光伏并網發電兩種模式，目前光伏電池極板的價格偏高，造成光伏發電成本較高，將光伏離網發電、UPS及光伏并網發電功能結合起來，實現資源的最大化利用，具有重要的價值。

發明內容

本發明是針對上述背景技術存在的缺陷提供一種采用模塊化設計，同時具有UPS功能、光伏離網發電及光伏并網發電的功能，可自動優化系統工作模式，提高光伏資源的利用效率，最大限度地發揮效用的一種多功能光伏UPS系統其控制方法。

為實現上述目的，本發明公開了一種多功能光伏UPS系統，其包括光伏電池、第一開關單元、第二開關單元、第三開關單元、第四開關單元、第五開關單元、DC-DC單元、蓄電池、雙向DC-DC單元、逆變器單元及控制器單元，所述光伏電池與所述第一開關單元及第二開關單元一端電性連接，所述第二開關單元另一端與所述DC-DC單元的輸入端電性連接，所述DC-DC單元的輸出端與所述蓄電池電性連接；所述第三開關單元一端與所述蓄電池電性連接，所述第一開關單元另一端及所述第三開關單元另一端與所述雙向DC-DC單元的低壓側電性連接，所述雙向DC-DC單元的高壓側與所述逆變器單元的輸入端電性連接，所述雙向DC-DC單元的高壓側與所述逆變器單元的輸入端之間并聯連有母線電容組，所述逆變器單元的第一連接端與所述第四開關單元一端電性連接，所述逆變器單元的第二連接端與所述第五開關單元一端電性連接，所述第四開關單元另一端電性連接有電網，所述第五開關單元另一端電性連接有用電負載，所述控制器單元與所述第一開關單元、第二開關單元、第三開關單元、第四開關單元及第五開關單元電性連接，所述逆變器單元控制端、雙向DC-DC單元控制端及DC-DC單元控制端分別與所述控制器單元電性連接。

進一步地，所述控制器單元還電性連接有顯示裝置、人機接口及通信單元。

進一步地，所述逆變器單元設置有逆變電路及與逆變電路電性連接的濾波電路，所述逆變電路一端對應所述逆變器單元的輸入端，所述濾波電路一端對應所述逆變器單元的第二連接端。

本發明公開了一種多功能光伏UPS系統的控制方法，其包括如下步驟：

（A）、所述控制器單元通過人機接口獲取用戶設置的系統工作模式，所述系統工作模式設置為UPS模式、光伏離網逆變器模式或光伏并網逆變器模式；

（B）、所述控制器單元通過人機接口獲取用戶設置的用電負載的額定輸入功率值；

（C）、所述控制器單元根據用戶設置實現系統工作模式切換，當系統工作模式為UPS模式時，則轉入步驟D；當系統工作模式為光伏離網逆變器模式時，所述控制器單元檢測光伏電池實際輸出功率，如果光伏電池的實際輸出功率≥用電負載的額定輸入功率時，則轉入步驟E，如果光伏電池的實際輸出功率＜用電負載的額定輸入功率時，則轉入步驟F；當系統工作模式為光伏并網逆變器模式時，則轉入步驟G；

（D）、所述控制器單元控制所述第一開關單元及第二開關單元斷開，第三開關單元、第四開關單元及第五開關單元閉合，此時蓄電池、雙向DC/DC單元、母線電容組、逆變器單元、控制器單元、用電負載與電網構成UPS系統；

（E）、所述控制器單元控制第三開關單元及第五開關單元斷開，第一開關單元、第二開關單元及第四開關單元閉合，此時光伏電池、雙向DC/DC單元、母線電容組、逆變器電路單元、控制器單元及用電負載構成第一光伏離網逆變器系統，雙向DC/DC單元和DC/DC單元聯合工作于MPPT模式，光伏電池直接為用電負載供電，并同時通過DC/DC單元給蓄電池充電；

（F）、所述控制器單元控制第一開關單元及第五開關單元斷開，第二開關單元、第三開關單元及第四開關單元閉合，此時光伏電池、DC/DC單元、蓄電池、雙向DC/DC單元、母線電容組、逆變器電路單元、控制器單元及用電負載構成第二光伏離網逆變器系統，?DC/DC單元工作于MPPT模式，此時光伏電池與蓄電池共同為用電負載供電；