[發(fā)明專利]一種可并機光伏市電混合供電裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011049243.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112039124A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 劉希民;封勝文
• 申請（專利權）人: 上海在冉電子技術有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J7/35;H02J3/40
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1. 一種可并機光伏市電混合供電裝置，其特征在于，包括：太陽能光伏發(fā)電組件陣列（1），光伏充放電BMS一體式控制器（2），48V鋰電池組（3），隔離直流轉脈動波電路（4），脈動波轉正弦波倒相電路（5），防倒流電網(wǎng)正弦波轉脈動波電路（6），單片機控制調(diào)度電路（7），AC220V 交流電網(wǎng)輸入端（8），RS485通信接口（9），AC220V交流輸出負載端（12）；其中：

太陽能光伏發(fā)電組件陣列（1）連接到光伏充放電BMS一體式控制器（2），通過48V鋰電池組（3）作為能量緩沖區(qū)，將不穩(wěn)定的光伏能量緩沖為穩(wěn)定的直流電，并輸入到隔離直流轉脈動波電路（4），將直流電轉換成隔離的脈動電波，并連接到脈動波轉正弦波倒相電路（5）；同時另一路AC220V 交流電網(wǎng)輸入端（8）連接到防倒流電網(wǎng)正弦波轉脈動波電路（6），將AC220V 交流電網(wǎng)輸入端（8）的電網(wǎng)正弦波轉換成脈動波，輸入到脈動波轉正弦波倒相電路（5），最后將太陽能電能和電網(wǎng)電能通過單片機控制調(diào)度電路（7）根據(jù)實際需求調(diào)度輸出到AC220V交流輸出負載端（12），從而實現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電組件陣列（1）的太陽能與220V電網(wǎng)輸入端（8）的電網(wǎng)能源的混合調(diào)度供應。

2.根據(jù)權利要求1所述的可并機光伏市電混合供電裝置，其特征在于，所述的太陽能光伏發(fā)電組件陣列（1），用于將太陽光能轉換成電能；具體包括若干塊標準370W高效單晶硅或多晶硅光伏組件組成，通過組合串并聯(lián)組成多串多并即多行多列，構成一個大的光伏陣列；光伏組件的數(shù)量和功率，根據(jù)實際使用需要確定。

3.根據(jù)權利要求2所述的可并機光伏市電混合供電裝置，其特征在于，所述的48V鋰電池組（3），用于緩沖因光照波動導致太陽能的能量不穩(wěn)定性；48V鋰電池組采用14串3.6V或16串3.2V鋰電池，通過串并聯(lián)組成；在鋰電池組上集成有單串電壓溫度檢測電路，用于檢測單串鋰電池的溫度和電壓，并通過無線通信傳輸溫度和電壓數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權利要求3所述的可并機光伏市電混合供電裝置，其特征在于：

所述的光伏充放電BMS一體式控制器（2），是一種集成單串鋰電池無線電壓和溫度采樣的光伏充放電保護控制器，用于無線采集鋰電池組中由單串電壓溫度檢測電路檢測到單串電池的電壓和溫度，并控制48V鋰電池組（3）的過充、過放、過流和溫度保護；

所述的隔離直流轉脈動波電路（4），用于隔離高壓和低壓電氣，同時單片機控制調(diào)度電路（7），通過高頻開關和變壓器將48V直流電變換成幅值311V 100Hz單極性脈動波電能；具體采用基于氮化鎵開關器件與碳化硅整流器件組成的兩相交錯式隔離反激變換器，通過單片機軟件算法將48V直流電通過高頻開關和變壓器變換成100Hz單極性脈動波。

5.根據(jù)權利要求4所述的可并機光伏市電混合供電裝置，其特征在于：

所述的脈動波轉正弦波倒相電路（5），用于單極脈動波倒相，即將隔離直流轉脈動波電路（4）得到的100Hz單極脈動波通過倒相電路變換成50Hz正弦波；倒相電路具體是由4個MOS管組成的H橋，通過控制H橋的開關時序來實現(xiàn)將100Hz脈動電波倒相成50Hz正弦波；

所述的防倒流電網(wǎng)正弦波轉脈動波電路（6），用于將AC220V 交流電網(wǎng)輸入端（8）的交流電網(wǎng)50Hz正弦波轉換成100Hz單極性脈動波，匯流到脈動波母線上，同時防止脈動波母線上的電壓倒灌到電網(wǎng)；該防倒流電網(wǎng)正弦波轉脈動波電路（6）具體是6個600V/30A大電流整流橋堆，將50Hz正弦波整流成100Hz脈動波；同時整流橋堆具有單向?qū)щ娦?，可防止太陽能逆變所產(chǎn)生的脈動電波倒灌到電網(wǎng)中，從而實現(xiàn)能量單向傳輸性。

6.根據(jù)權利要求5所述的可并機光伏市電混合供電裝置，其特征在于，所述的單片機控制調(diào)度電路（7），是通過單片機和內(nèi)部運行軟件，協(xié)調(diào)控制隔離直流轉脈動波電路（4）、脈動波轉正弦波倒相電路（5）、防倒流電網(wǎng)正弦波轉脈動波電路（6）的能量調(diào)度，同時控制RS485通信接口輸出電路工作參數(shù)（9）；單片機內(nèi)置智能軟件算法，能自動根據(jù)用電負荷來追蹤電網(wǎng)電壓的工作頻率相位幅值等參數(shù)，從而控制太陽能逆變電路的輸出脈動波與電網(wǎng)所產(chǎn)生的脈動波同頻同相，通過調(diào)整太陽能逆變輸出脈動波幅值來實現(xiàn)太陽能和電網(wǎng)能量的調(diào)度。