專利名稱：光伏逆變器的市電補償裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光伏逆變發(fā)電系統(tǒng)，尤其是一種光伏逆變器的市電補償裝置。
背景技術：
當今社會生產(chǎn)發(fā)展規(guī)模日益壯大，對能源的需求也在不斷增長。傳統(tǒng)的三大能源石油、煤炭和天然氣的總量有限，即將面臨枯竭，同時還會造成環(huán)境污染和溫室效應。相比之下，太陽能作為ー種可再生資源，因為其無污染、分布廣泛且輻射量高，被國際社會公認為最理想的新能源之一。光伏發(fā)電則是目前高效利用太陽能的最佳途徑之一，深入研究光伏發(fā)電技術，提高發(fā)電效率有著重大的理論和現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)的光伏逆變器一般由太陽能光伏電池、儲能元件、控制器、變壓器、逆變電路 和濾波電路等組成。光伏電池的能量來源于太陽，而光照條件各地不一，同時受云層及地球自轉的影響，總是處于變化的狀態(tài)。為了保證光照等外界因素不會影響負載的正常運行，勢必要采取一定的措施穩(wěn)定光伏電池的輸出功率。目前普遍采取儲能技術來平衡光伏電池的輸出功率，而在光伏發(fā)電行業(yè)應用比較廣泛的是鉛酸蓄電池儲能。當光伏發(fā)電系統(tǒng)配備鉛酸蓄電池時，光伏電池產(chǎn)生的多余能量存入蓄電池中，并在光照不足時與光伏電池一起供電。存在的問題是，使用蓄電池儲能需要考慮蓄電池組所占用的空間，以及更換蓄電池所需的維護費用。另外，處理廢棄蓄電池的費用也是很高昂的，過高的成本制約了光伏行業(yè)的發(fā)展，使得光伏發(fā)電難以大范圍推廣。

發(fā)明內容
為了克服已有光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率較低、成本較高的不足，本發(fā)明提供ー種發(fā)電效率較高、降低成本的光伏逆變器的市電補償裝置。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種光伏逆變器的市電補償裝置，包括太陽能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負載，所述太陽能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負載連接；所述市電補償裝置還包括市電補償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補償控制器連接，所述市電補償控制器與DC/DC變換器相連，其中，所述市電補償控制器中，當光伏電池輸出功率不足時接入市電，起始時刻有U。〉^，光伏電池和市電側變換器進行換流，I。上升，Ib下降；光伏電池輸出電流下降即光伏電池工作點右移，Ub開始上升；在Ib下降到零之前，Uc=Ub, Ib不再下降；調節(jié)市電側變換器的輸出或光照增強使UcXUb,光伏電池和市電側變換器再次換流，Ib上升，下降；光伏電池輸出電流上升即光伏電池工作點左移，Ub開始下降；如果在I。下降到零之前依然有UcXUb,市電退出供電，否則在I。下降到零之前，Uc=Ub, I。不再下降。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在(I)市電補償方式可以提前光伏發(fā)電系統(tǒng)的起始供電時刻，延長光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作時間；
(2)市電補償方式能夠充分利用處于補償范圍內的太陽能，提高發(fā)電效率；(3)市電補償方式不需要配備高功率的光伏電池，在減少供電時間或提高市電補償百分比的前提下甚至可以降低光伏電池的功率等級，減少成本；( 4 )市電補償方式不需要考慮儲能電池占用的空間，也不會造成環(huán)境污染。


圖I為基于市電補償?shù)墓夥孀兤魍匮a結構圖。圖2為市電補償裝置功率平衡原理示意圖。圖3為基于市電補償?shù)墓夥孀兤鞴ぷ髁鞒虉D。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進ー步描述。參照圖I 圖3，一種光伏逆變器的市電補償裝置，包括太陽能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負載，所述太陽能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負載連接；所述市電補償裝置還包括市電補償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補償控制器連接，所述市電補償控制器與DC/DC變換器，其中，市電補償控制器能夠根據(jù)當前工作情況決定是否開啟補償功能，確保光伏電池的利用率達到最高。圖I為基于市電補償?shù)墓夥孀兤魍匮a結構圖。當兩個電壓源并聯(lián)時只有兩者的輸出電壓完全一致才能同時向外輸出功率，否則只有輸出電壓高的電壓源向外輸出功率?？紤]如圖2所示電路，光伏電池與AC/DC變換器通過ニ極管并聯(lián)后向負載供電，Ub、Ib,Pb分別為光伏電池的輸出電壓、電流和功率，U。、I。、P。分別為AC/DC變換器的輸出電壓、電流和功率，U、I、P分別為負載上的電壓、電流和功率。光伏電池輸出功率不足的情況下才接入市電，因此起始時刻有υ?！?，光伏電池和市電側變換器進行換流，I。上升，Ib下降。光伏電池輸出電流下降即光伏電池工作點右移，Ub開始上升。因光伏電池的開路電壓必定高于U。，在Ib下降到零之前，Uc=Ub, Ib不再下降。調節(jié)市電側變換器的輸出或光照增強使UcXUb,光伏電池和市電側變換器再次換流，Ib上升，I。下降。光伏電池輸出電流上升即光伏電池工作點左移，Ub開始下降。如果在I。下降到零之前依然有UcXUb,意味著光伏電池已經(jīng)能夠單獨支撐負載的供電，市電可以退出供電，否則在I。下降到零之前，U。= Ub, I。不再下降。綜上所述，在光伏電池輸出功率不足吋，無論是光照還是U。發(fā)生變化都有Uc=Ub,而Ib不受I。的約束，與正常情況下ー樣僅是Ub及光照、溫度的函數(shù)，Pb=UbX Ib，因此Pb也僅與Ub及光照、溫度有夫，改變U。，Pb也隨之改變。因為P。= P-Pb,所以市電側變換器僅輸出光伏電池不足部分的功率。圖2為市電補償裝置功率平衡原理示意圖。系統(tǒng)工作時，光伏電池在陽光照射下產(chǎn)生電能，電能無需保存在儲能元件中，而是由市電補償控制裝置檢測此時光伏電池的輸出功率。如果功率足夠則直接由DC/DC變換提升至所需電壓，經(jīng)穩(wěn)壓后逆變，再經(jīng)過濾波達到220V/50HZ的市電標準，供給負載；如果光伏電池功率不足，開啟市電補償功能，由市電補全不足的功率，經(jīng)由AC/DC變換至直流穩(wěn)壓，再進行逆變，濾波后同樣能達到市電的標準。圖3為基于市電補償?shù)墓夥孀兤鞴ぷ髁鞒虉D。
權利要求
1.一種光伏逆變器的市電補償裝置，包括太陽能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負載，所述太陽能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負載連接；其特征在于所述市電補償裝置還包括市電補償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補償控制器連接，所述市電補償控制器與DC/DC變換器，其中，所述市電補償控制器中， 當光伏電池輸出功率不足時接入市電，起始時刻有1>隊，光伏電池和市電側變換器進行換流，I。上升，Ib下降；光伏電池輸出電流下降即光伏電池工作點右移，Ub開始上升；在Ib下降到零之前，Ub=Uc, Ib不再下降； 調節(jié)市電側變換器的輸出或光照增強使UcXUb,光伏電池和市電側變換器再次換流，Ib上升，I。下降；光伏電池輸出電流上升即光伏電池工作點左移，Ub開始下降；如果在I。下降到零之前依然有UcXUb,市電退出供電，否則在I。下降到零之前，Ub = U。，I。不再下降。
全文摘要
一種光伏逆變器的市電補償裝置，包括太陽能光伏板、DC/DC變換器、逆變器和交流負載，所述太陽能光伏板與DC/DC變換器連接，所述DC/DC變換器與逆變器連接，所述逆變器與交流負載連接；所述市電補償裝置還包括市電補償控制器和AC/DC變換器，市電網(wǎng)與AC/DC變換器連接，所述AC/DC變換器與逆變器連接，所述AC/DC變換器與市電補償控制器連接，所述市電補償控制器與DC/DC變換器。本發(fā)明提供一種發(fā)電效率較高、降低成本的光伏逆變器的市電補償裝置。
文檔編號H02J9/06GK102856973SQ201210329659
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權日2012年9月7日
發(fā)明者陳國定, 薛東, 黃學宇, 饒寧 申請人:浙江工業(yè)大學