[發明專利]家用太陽能供電系統及其與市電切換方法

有效

• 申請號: 201310484445.7
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103532223A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 倪福銀;沃松林;羅印升;沈琳;朱成喜;陳欽;諸一琦
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 張兢

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電技術領域，具體涉及一種家用太陽能供電系統以及該家用太陽能供電系統與市電切換的方法。

背景技術

隨著石油、天然氣和煤炭等傳統能源的逐步消耗，傳統的石化能源正逐漸枯竭。目前世界各國都已經把開發新能源和利用可再生能源作為未來能源發展的方向。太陽能光伏發電以其獨特的優勢，其應用日益受到重視，從大型太陽能電站到家庭使用的太陽能輔助供電系統，其應用范圍越來越廣。太陽能光伏發電系統通常主要由太陽能電池板（或太陽能電池板陣列）、太陽能光伏逆變器（或并網逆變器）等主要設備或部件組成。目前，將太陽能光伏發電技術應用于家庭等小范圍內的使用已有研究和應用，如申請公布號為CN102104347A、名稱為“太陽能（光伏）家用型發電系統”的中國專利文獻，其提出了一種家用太陽能發電系統，涉及智能控制器并提出在智能控制器的控制下必要時實施太陽能供電和市電的切換，但其僅僅提出這一概念，并無具體控制和切換的技術方案。在現有的家用太陽能供電系統中，往往只側重于太陽能發電系統本身的構建，忽視了對太陽能供電系統提供的電能質量的監測，導致在家用太陽能供電系統提供的電能質量不符合家用電器使用的技術要求時仍然繼續供電，不能及時切換為市電供電，從而給家用電器等帶來不必要的麻煩和損失。

發明內容

本發明的目的是：克服現有技術的不足，提供一種太陽能供電和市電能夠實現智能切換的家用太陽能供電系統以及家用太陽能供電系統與市電切換的方法。

本發明的技術方案是：本發明的家用太陽能供電系統，包括太陽能光伏電池、逆變器、室內供電線路，室內供電線路至少設置1路以上；其結構特點是：還包括電源智能切換控制器、Zigbee網絡、電能質量監測儀、切換總開關、太陽能供電切換開關和市電切換開關；電能質量監測儀的臺數和室內供電線路的路數相同；

上述的太陽能光伏電池具有電壓輸出端；逆變器具有電壓輸入端和電壓輸出端；太陽能供電切換開關和市電切換開關均分別具有輸入端、輸出端及控制信號輸入端；切換總開關具有輸入端和輸出端；電源智能切換控制器具有檢測信號輸入端、第一控制輸出端和第二控制輸出端；Zigbee網絡和電能質量監測儀均分別具有信號輸入端和信號輸出端；

上述的逆變器的電壓輸入端與太陽能光伏電池的電壓輸出端電連接；太陽能供電切換開關的輸入端與逆變器的電壓輸出端電連接；太陽能供電切換開關的控制信號輸入端與電源智能切換控制器的第一控制輸出端信號電連接；市電切換開關的控制信號輸入端與電源智能切換控制器的第二控制輸出端信號電連接；市電切換開關的輸入端接市電；切換總開關的輸入端、太陽能供電切換開關的輸出端以及市電切換開關的輸出端共線；室內供電線路的一端與切換總開關的輸出端電連接；室內供電線路的另一端接家用電器；

電源智能切換控制器的檢測信號輸入端與Zigbee網絡的信號輸出端信號電連接；Zigbee網絡的信號輸入端與電能質量監測儀的信號輸出端信號電連接；電能質量監測儀的信號輸入端與室內供電線路信號電連接。

進一步的方案是：還包括市電直供開關，所述的市電直供開關的輸入端接市電，輸出端與室內供電線路電連接。

進一步的方法是：上述的太陽能光伏電池為太陽能光伏電池組；電能質量監測儀為ACR120E型號的電能質量監測儀；電源智能切換控制器包括TMS320F2806型號的集成芯片。

上述的家用太陽能供電系統，運用對象傳播網絡算法對太陽能供電質量進行綜合評估，實現家用太陽能與市電智能切換方法，切換方法主要包括以下步驟：

步驟1：在電源智能切換控制器中建立對太陽能供電的電能質量進行評估的基于對象傳播網絡評估方法的評估體系：

①建立電能質量指標體系，設置評判等級：通過電源智能切換控制器內置的評估軟件設定評估指標體系，該評估指標體系包括電壓暫降、電壓偏差、三相不平衡、波動、閃變、諧波、頻率偏差和供電可靠性共8項指標；按照國標或國際公認定義的規定范圍將指標體系中的各項指標劃分為優、良、中、合格和不合格共5個等級；

②采集電能質量檢測數據：電能質量監測儀采集電能質量相應數據并上傳給電源智能切換控制器；

③電源智能切換控制器對電能質量的8個指標按照五級評判標準，劃分區間后進行歸一化處理，將其置于（0,1）區間，利用均勻隨機數在各級指標變化區間，內插隨機產生的100個指標樣本值；

④將100個指標樣本輸入對象傳播網絡，計算參數，確定理論輸出值，完成對象傳播網絡的輸入樣本訓練；