[實用新型]一種并網離網一體化太陽能發電系統

有效

• 申請號: 201420605494.1
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN204156535U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 江國龍
• 申請（專利權）人: 江國龍
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J7/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

【技術領域】

本實用新型涉及一種發電系統，尤指一種并網離網一體化太陽能發電系統。

【背景技術】

自從二次能源危機以來，替代能源的尋求與研究已經成為許多國家的主要政策之一。替代能源基本上是指煤、石油、天然氣、核能等以外的能源，可包括風、太陽、熱、潮汐、黑潮等等的能源。由于太陽能具有無污染、無公害的特性，且又取之不盡用之不竭，因此，太陽能的應用具有相當發展的潛力。并且，由于近年來太陽能光伏電池的積極研究發展，已達到相當高的效率，因此逐漸受到歐、美、日等各國的重視，并制訂政策鼓勵推展應用。

太陽能光電系統主要是透過太陽能板進行光電轉換而產生直流電源，再經由電力調節器將直流電源轉換成交流電源以供負載使用或饋入市電的總線與市電同步并聯運轉。因此，就功能而言，小型分布式發電系統可區分為以下三種類型：(1)獨立型(stand-alonesystem)、(2)市電并聯型(grid-connection?system)以及(3)混合型(hybrid?system)。獨立型系統所指的是太陽能光電系統沒有與其它電源連結運轉，只能直接供給系統所接的負載，所以此系統較適合用于偏遠地區或海上孤島等沒有市電供應的地方。負載所有電力來源均為風力或太陽能，太陽能除了能提供負載用電外，則可將多余能量對蓄電池(battery)充電；當太陽能電力瞬間不足以提供負載所需電力時，則由蓄電池提供。市電并聯型系統所指的是太陽能光電系統與電力公司網絡并聯，只要市電電力可正常送達的任何地點均適用此類系統。若太陽能光電系統發電量大于負載需求，則可將多余電力逆潮流饋入市電，反之，當太陽能光電系統發電量不足負載使用時，市電將可供應不足的部分。此外，為了順應電力質量不穩定的問題，而發展出混合型系統。太陽能光電系統于市電停止供電時，透過搭配蓄電池組使用，可立即與市電隔離，形成獨立運轉供電，以提供短暫電力。等到市電恢復供電時，太陽能光電系統則恢復與市電并聯，同時也對蓄電池組進行充電。因此，利用太陽能發電是未來發展的走勢。

現有技術中的發電系統一般可分為太陽能并網式發電系統與太陽能離網式發電系統。對于太陽能并網式發電系統，當配電網故障時，為防止孤島效應，并網逆變器將不被允許工作，同時影響到用戶沒有電用；而對于太陽能離網式發電系統，當蓄電池組已被充滿，且沒有用電負載，此時太陽能電池方陣因為沒有輸出負載，將不能發電，太陽能電池方陣的可轉換的電能沒有被利用。

因此，針對單一太陽能并網式發電系統和太陽能離網式發電系統的不足，有必要設計一種并網離網一體化的太陽能發電系統，以克服上述問題。

【實用新型內容】

針對背景技術所述面臨的種種問題，本實用新型的目的在于提供一種并網離網一體化太陽能發電系統，其充分利用太陽能光伏陣列的發電能力，在能滿足用戶使用的前提下對局部電網進行電力補充，大大提高太陽能發電系統的利用率，且在配電網故障時，用戶可用自己儲存的電能發電，給生活帶來方便。

為達到上述目的，本實用新型一種并網離網一體化太陽能發電系統所采用的技術方案是：一種并網離網一體化太陽能發電系統，所述發電系統由太陽能光伏陣列、并網逆變器、家電逆變器、自動充電器、蓄電池組、電網、家電負載和開關組構成，開關組包括開關S1-S3；太陽能光伏陣列通過并網逆變器輸出交流電，蓄電池組通過家電逆變器輸出交流電，太陽能光伏陣列通過自動充電器對蓄電池組進行充電；并網逆變器通過開關S1與太陽能光伏陣列電性連接，家電逆變器通過開關S3與家電負載電性連接，開關S2控制并網逆變器與電網及自動充電器之間的導通與截止；通過開關S1-S3的不同開閉組合，進行系統支持停機模式、離網蓄電池供電模式、光伏并網-充電模式、光伏并網-充電-蓄電池供電模式的切換。

進一步地，所述各種運行模式：

1)停機模式：所述開關S1-S3均為斷開狀態；

2)離網蓄電池供電模式：開關S1、S2斷開，開關S3閉合，家電負載由蓄電池組單獨供電，能量經逆變器輸出交流電供給家電負載；

3)光伏并網-充電模式：開關S1、S2閉合，開關S3斷開，一方面太陽能光伏陣列輸出功率至電網，另一方面對蓄電池組充電；

4)光伏并網-充電-蓄電池供電模式：開關S1-S3閉合，一方面太陽能光伏陣列輸出功率至電網，另一方面對蓄電池組充電，家電負載由蓄電池組單獨供電，能量由蓄電池組流向家電負載。

進一步地，蓄電池組充足電后，通過自動充電器停充，電量不足時恢復充電。