[發(fā)明專利]光伏并網(wǎng)發(fā)電與供電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210460950.3
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102916447A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡麗杰;高尚;王洪泉;梁彬;劉瑩;畢純輝;張瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電與供電裝置。

背景技術(shù)

能源是人類經(jīng)濟(jì)及文化活動(dòng)的動(dòng)力來源。目前由于大量使用礦物能源，全世界每天產(chǎn)生大量的溫室效應(yīng)氣體，已經(jīng)造成極為嚴(yán)重的大氣污染。如果不加控制，人類生活空間的四分之一將由此受到極大威脅。針對以上情況，開發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)是人類必須采取的措施。從能源供應(yīng)的諸多因素考慮，太陽能無疑是符合可持續(xù)發(fā)展的理想的綠色能源。

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與光伏供電系統(tǒng)是光伏系統(tǒng)技術(shù)中的重要應(yīng)用領(lǐng)域。如果將光伏并網(wǎng)發(fā)電功能與光伏供電功能有效的結(jié)合在一起，可以進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用場合。現(xiàn)有光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與光伏供電系統(tǒng)中逆變電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有工頻隔離型、高頻隔離型、單級型、兩級非隔離型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但都有各自的缺點(diǎn)。工頻隔離型系統(tǒng)由光伏陣列、全橋電路、濾波電路及工頻隔離變壓器組成，其缺點(diǎn)在于低頻率隔離變壓器體積較大，質(zhì)量重，致使整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量均有所增大同時(shí)成本升高；高頻隔離型系統(tǒng)由光伏陣列、含有高頻隔離變壓器DC/DC變換器、全橋電路及濾波電路組成，其缺點(diǎn)就是由于沒有后級的隔離環(huán)節(jié)，所以在入網(wǎng)電流環(huán)節(jié)處可能含有直流分量對電網(wǎng)造成污染；單級型系統(tǒng)由光伏陣列、全橋電路及濾波電路組成，其缺點(diǎn)也是沒有電氣隔離，存在一定安全隱患；兩極非隔離型系統(tǒng)在組成上與單極型系統(tǒng)相比較增加DC/DC變換單元，缺點(diǎn)與單級型系統(tǒng)相同。本系統(tǒng)的逆變電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由光伏陣列、含有高頻隔離變壓器DC/DC變換器、全橋電路、濾波電路及高頻隔離變壓器等組成，克服了上述各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，具有體積小、重量輕、電氣隔離，對電網(wǎng)污染少的特點(diǎn)。此外，磷酸鐵鋰電池在此系統(tǒng)中的應(yīng)用使與應(yīng)用傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池的系統(tǒng)相比較具有體積小，充放電壽命長的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容??本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本、光伏并網(wǎng)發(fā)電與光伏供電功能結(jié)合在一起的裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種光伏并網(wǎng)發(fā)電與供電裝置，裝置輸出功率500W，由三塊光伏電池板RE180S、直流升壓型DC/DC變換單元、H橋逆變單元、隔離變壓器單元、T型濾波單元、充電器、磷酸鐵鋰電池組、高頻濾波器及英飛凌公司生產(chǎn)的16位單片機(jī)，其型號XE164CM為核心的控制單元組成，三塊光伏電池板（1）型號完全相同，每塊光伏電池板的功率為180W；三塊光伏電池板（1）輸出的可變直流電壓信號輸出給直流升壓型DC/DC變換單元（2），的輸入端，直流升壓型DC/DC變換單元（2），將三塊光伏電池板（1）串聯(lián)后輸出的直流電壓泵升到400V左右，提供逆變后并網(wǎng)220V交流電壓，其實(shí)現(xiàn)過程：控制程序中最大功率追蹤控制策略（MPPT）控制XE164CM單片機(jī)的一個(gè)輸出腳輸出開關(guān)信號控制直流升壓型DC/DC變換單元中驅(qū)動(dòng)電路芯片MIC4425BM，從而控制功率場效應(yīng)管MOSFET開關(guān)管IPW60R045CP的通斷，實(shí)現(xiàn)直流電壓的泵升；直流升壓型DC/DC變換單元（2）的輸出端將輸出的400V直流電壓信號輸入給H橋逆變單元（3）輸入端，H橋逆變單元（3）將直流升壓型DC/DC變換單元（2）輸出的400V直流電壓逆變成單相并網(wǎng)電壓交流220V，其實(shí)現(xiàn)過程：控制程序中正弦波脈寬調(diào)制控制策略（SPWM）控制XE164CM單片機(jī)的幾個(gè)輸出腳輸出開關(guān)信號控制H橋逆變單元驅(qū)動(dòng)芯片6ED003L06-F，進(jìn)而控制絕緣柵雙極型晶體管IGBT開關(guān)管Ikw30n60t的通斷，實(shí)現(xiàn)直流電壓到交流電壓的逆變；H橋逆變單元（3）輸出端將單相并網(wǎng)電壓交流220V輸入給T型濾波器（4）輸入端，T型濾波器（4）對H橋逆變單元（3）輸出的交流信號進(jìn)行整形濾波；T型濾波器（4）輸出端將交流電壓220V輸入給隔離變壓器（5）輸入端，隔離變壓器（5）的引入使一次側(cè)與二次側(cè)的電氣完全絕緣；隔離變壓器（5）輸出端將交流電壓220V經(jīng)隔離開關(guān)輸入給單相電網(wǎng)（6）一端。