一種光伏電源與電網電源並聯給負載供電裝置的製作方法

2023-06-10 15:30:51 1

專利名稱：一種光伏電源與電網電源並聯給負載供電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種穩流穩壓電源，尤其涉及到光伏電源輸出的直流電源和電網經整流設備輸出的直流電源並聯後的總輸出的穩流穩壓輸出。
背景技術：
生產中很多行業需要直流電源，如有色冶金行業的溼法冶煉，化工行業的氯鹼生產。而光伏發電直接產生直流電源，其在1000V範圍內，經過不同的組合，可輸出不同的電流和電壓等級的電源，與負載需要的電壓等級基本相同，常規應用是將光伏電源逆變成交流電，經過輸配電後，再將交流整流為直流給負載供電，這種方式路徑長、損耗大。幾次變換後，損失能量大約15%。如將光伏電池產生的電源組合到滿足工藝要求後直接送到電解槽，但簡單的並聯既不能解決光伏電源的最大功率輸出的問題，也不能解決由於光伏發電的天然不穩定性、隨機性，還解決不了負載對電源特性要求等矛盾。
發明內容本發明的目的是提供一種光伏電源與電網電源並聯給負載供電裝置。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:光伏電源(100)依次聯直流阻抗變換器(200)、光伏電源電流傳感器(300)後，與電網電源(600)聯整流和穩流穩壓裝置(500)形成的直流電源電路並聯，並聯後設總電流傳感器(700)，總電流傳感器(700)連負載(800);電壓傳感器(400)與負載(800)並聯。進一步，所述直流阻抗變換器(200)主要由微電腦控制模塊(201)連接IGBT主開關電路(202)構成，同時串聯電流傳感器(203)和並聯電壓傳感器(400)。直流阻抗變換器(200)是以微電腦控制模塊(201)控制以IGBT為主開關元件的主開關電路(202)的通斷佔空比來達到調整電壓的目的，將電流傳感器(203)和電壓傳感器(400)信號送至微電腦控制控制模塊，通過電流、電壓信號計算其輸出功率，微電腦控制模塊(201)主動將主開關電路(202)的通斷佔空比進行微小的擾動，使輸出電壓微小的變化，同時檢測輸出電路的功率變化的趨勢來控制佔空比。達到光伏電源優先輸出最大功率的目的；同時，能滿足不同負載的要求。

圖1是本發明系統方框圖。圖2是直流阻抗變換器方框圖。圖3是橋式變換電路。圖4是升壓型單臂電路。圖5是降壓型單臂電路。100.光伏直流電源，200.直流阻抗變換器，300.光伏電源電流傳感器，400.電壓傳感器，500.整流和穩流穩壓控制裝置，600.電網電源，700.總電流傳感器，800.負載，201微電腦控制模塊，202主開關電路，203電流傳感器204電壓傳感器。
具體實施方式
系統的方框圖如圖1，光伏電源(100)根據工藝要求先組合到與負載需要的電壓基本相同，經直流阻抗變換器(200 )再經過光伏電源電流傳感器(300 )與電網電源(600 )經過整流和穩流穩壓裝置(500)後產生的直流電源並聯，再經過總電流傳感器(700)送到負載(800)，電壓傳感器(400)與負載(800)並聯。總電流傳感器(700)將並聯後總的電流信號送至整流和穩流穩壓裝置(500)，該設備根據此信號自動補充負載需要的特定電流。而光伏電源(100)就不管負載需要多少，經直流阻抗變換器(200)最大功率往負載(800)上送。只要控制光伏的總裝機容量不超過負載的容量，光伏電源達到最大時，負載都不會過載。為了更加安全，可控制光伏的裝機容量控制在負載功率的90%以內。解決了一般交流併網光伏電源功率不超過電網容量20%的問題。直流阻抗變換器(200)的方框圖如圖2，其主開關電路拓撲圖如圖3、圖4、圖5，圖3是橋式變換電路；圖4是升壓型單臂電路、圖5是降壓型單臂電路。橋式電路成本高、效率高，適合於中、大功率的變換，單臂電路成本低、效率低，適合小功率。其原理都是以微電腦控制模塊(201)控制以IGBT為主開關元件的主開關電路(202)的通斷佔空比來達到調整電壓的目的。將電流傳感器(203 )和電壓傳感器(204 )上送至微電腦控制控制模塊，通過電流、電壓信號計算其輸出功率，微電腦控制模塊(201)主動將主開關電路(202)的通斷佔空比進行微小的擾動，使輸出電壓微小的變化，並對比佔空比變化帶來的輸出功率變化，沿著功率增大的方向繼續調整佔空比，直至出現功率變化的拐點，就反方向調節佔空比。動態跟蹤過程達到實時最大功率輸出的目的。用4個SKIIP2413 IGBT元件組成一個橋式變換電路，一塊TMS320LF2406A DSP晶片組成電腦控制模塊，一個AS3000的電流傳感器，一個V500的電壓傳感器組成一臺直流阻抗變換器。用一臺WL3000/400穩流穩壓電源做電網整流設備，用3900塊TLNZ-235多晶光伏電池組件組成一個13X300的光伏電源陣列。電網整流設備的輸出為3000A/400V。光伏電源輸出2350A/390V。光伏電源通過直流阻抗變換與整流設備輸出並聯。再用一個AS3000的電流傳感器做總電流反饋給整流設備。就可給一個3000A/400V的直流負載如電解槽供電。
權利要求1.一種光伏電源與電網電源並聯給負載供電裝置，其特徵是，光伏電源(100)依次聯直流阻抗變換器(200)、光伏電源電流傳感器(300)後，與電網電源(600)聯整流和穩流穩壓裝置(500)形成的直流電源電路並聯，並聯後設總電流傳感器(700)，總電流傳感器(700)連負載(800);電壓傳感器(400)與負載(800)並聯。
2.如權利要求1所述的一種光伏電源與電網電源並聯給負載供電裝置，其特徵是，所述直流阻抗變換器(200)主要由微電腦控制模塊(201)連接IGBT主開關電路(202)構成，同時串聯電流傳感器(203)和並聯電壓傳感器(400)。
專利摘要本實用新型涉及一種光伏電源與電網電源並聯給負載供電裝置，光伏電源(100)依次聯直流阻抗變換器(200)、光伏電源電流傳感器(300)後，與電網電源(600)聯整流和穩流穩壓裝置(500)形成的直流電源電路並聯，並聯後設總電流傳感器(700)，總電流傳感器(700)連負載(800)。本實用新型既能滿足光伏電源的最大功率輸出，對電網的安全運行無任何影響，是一種能滿足不同負載要求的直流電源。
文檔編號H02J1/10GK203056579SQ20122057338
公開日2013年7月10日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者張恩理, 婁志林 申請人:湖南天利恩澤太陽能科技有限公司