[實(shí)用新型]戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520653530.6
• 申請(qǐng)日: 2015-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN205004822U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 席自強(qiáng);肖輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/35
• 分類號(hào): H02J7/35
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及新型可再生能源發(fā)電應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器。

背景技術(shù)

目前，隨著全球范圍內(nèi)能源危機(jī)的爆發(fā)，世界能源都面臨著巨大的壓力與挑戰(zhàn)。因此，新型可再生能源成為一支新秀，逐步得到人們的親睞，而太陽能又是其中關(guān)注程度最高的新型能源之一。但與此同時(shí)，這些新型可再生能源又有一個(gè)較大弊端，在給予負(fù)載能量消耗時(shí)難以保證其長期穩(wěn)定的工作，這便使得新型可再生能源在發(fā)展上遇到巨大的障礙，隨即也導(dǎo)致新型可再生能源在緩解能源危機(jī)上的功效大打折扣。

戶用太陽能微電網(wǎng)不同于一般結(jié)構(gòu)微電網(wǎng)。戶用太陽能微電網(wǎng)是以普通居民家庭為主要對(duì)象，其特點(diǎn)是分布較為分散，而且單戶功率較低。因而此種微電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局時(shí)均有其獨(dú)特的要求。針對(duì)戶用太陽能微電網(wǎng)系統(tǒng)而配備的儲(chǔ)能系統(tǒng)也不完全等同于一般儲(chǔ)能系統(tǒng)。該儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由特制蓄電池和特制超級(jí)電容組成，在整個(gè)系統(tǒng)中起到一個(gè)能量中轉(zhuǎn)站的作用。

目前市政電網(wǎng)電能與太陽能微電網(wǎng)電能協(xié)同工作的方式是在直流側(cè)并網(wǎng)，將電能質(zhì)量較好的市政電能先轉(zhuǎn)化為了直流電能，再經(jīng)后一級(jí)整體逆變成交流電或者直接作為直流電被利用，這樣會(huì)在中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)損失掉較多能量，導(dǎo)致整體系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效率過低。

因此，有必要開發(fā)一種戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是：針對(duì)背景技術(shù)的不足，開發(fā)一種戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器，由太陽能微電網(wǎng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和市政電力無逆流協(xié)同向負(fù)載供電，通過合理調(diào)整控制策略來調(diào)節(jié)三者輸出功率的分配，以平衡負(fù)載的能量消耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器，與太陽能微電網(wǎng)端、市政電網(wǎng)端、儲(chǔ)能系統(tǒng)、直流負(fù)載端和交流負(fù)載端相連，其特征在于：包括升壓控制模塊、逆變控制模塊、采樣檢測模塊、充放電模塊、防逆流控制模塊、整流模塊、主控模塊、輸入模塊和顯示模塊，所述的太陽能微電網(wǎng)端、升壓控制模塊、逆變控制模塊、充放電模塊、防逆流控制模塊和交流負(fù)載端順序連接；所述的市政電網(wǎng)端、防逆流控制模塊和交流負(fù)載端順序連接；所述的采樣檢測模塊一端與主控模塊連接，另一端分別與所述的市政電網(wǎng)端、逆變控制模塊、防逆流控制模塊、充放電模塊連接，用于檢測所述的太陽能微電網(wǎng)端發(fā)電的輸出電壓電流的頻率、相位和幅值以及功率，市政電網(wǎng)端供電的輸出電壓電流的頻率、相位和幅值以及功率，二者經(jīng)過所述的防逆流控制模塊后合并輸出電壓電流的頻率、相位和幅值以及功率，以及儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)充放電模塊處理后輸出電壓電流的頻率、相位和幅值以及功率；所述的整流模塊一端與所述的防逆流控制模塊連接，另一端與所述的直流負(fù)載端連接；所述的主控模塊分別與升壓控制模塊、逆變控制模塊、采樣檢測模塊、防逆流控制模塊、充放電模塊、輸入模塊和顯示模塊連接，用于處理和判斷所述的采樣檢測模塊送來的采樣信號(hào)，合理控制太陽能微電網(wǎng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和市政電力協(xié)同向所述的直流負(fù)載端和交流負(fù)載端供電。

如上所述的戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器，其特征在于，升壓控制模塊包括DC/DC升壓電路和驅(qū)動(dòng)電路，采用智能集成功率模塊PM15RSH120。

如上所述的戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器，其特征在于，逆變控制模塊包括DC/AC逆變主電路和驅(qū)動(dòng)電路，采用智能集成功率模塊PM75CL1A120。

如上所述的戶用太陽能微電網(wǎng)與市政電力協(xié)同工作控制器，其特征在于，主控模塊采用TI公司的DSP芯片TMS320F28335。

本實(shí)用新型的有益效果是：相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）該控制器針對(duì)戶用小功率太陽能微電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，不僅充分保證可再生能源太陽能的利用，同時(shí)也將儲(chǔ)能系統(tǒng)和市政電力作為備用能源，在太陽能功率不足時(shí)給予協(xié)同工作，以確保負(fù)載持續(xù)、穩(wěn)定、高效地工作。

2）保證優(yōu)先使用太陽能微電網(wǎng)發(fā)電向負(fù)載以最大功率提供能量，差額部分再由儲(chǔ)能系統(tǒng)來予以補(bǔ)充，仍然不足的情況下，剩下的功率再由市政電力來協(xié)調(diào)。

3）太陽能微電網(wǎng)發(fā)電不會(huì)向市政電力發(fā)生逆向功率流動(dòng)。

4）太陽能微電網(wǎng)發(fā)電中增設(shè)了MPPT最大功率跟蹤，大大提高了太陽能微電網(wǎng)發(fā)電效率，而且也不會(huì)對(duì)市政電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生諧波危害，保證了市政電網(wǎng)的清潔與安全，既能供給交流負(fù)載，也可供給直流負(fù)載。

5）由于戶用太陽能微電網(wǎng)占地面積和空間都相對(duì)較小，安裝維護(hù)方便，在寸土尺金的現(xiàn)代社會(huì)具有極大推廣潛能。