一種ups太陽能供電接入設備及其實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種UPS太陽能供電接入設備及其實現(xiàn)方法，將新能源的應用引入儲能元件等常規(guī)控制設備中。它在常規(guī)UPS應用中，增加由太陽能發(fā)電裝置饋電的供電線路，包括太陽能發(fā)電裝置、電源切換開關及節(jié)能控制裝置。投入應用時，節(jié)能控制裝置可采集太陽能發(fā)電裝置的供電電壓等信號，經(jīng)處理后輸出控制指令，按照優(yōu)先利用太陽能的原則，獲得最大的節(jié)能效果。本發(fā)明實現(xiàn)了常規(guī)電站用電的節(jié)能優(yōu)化，也增加了常規(guī)用電裝置的安全保障手段，為實現(xiàn)常規(guī)電站運行效率和太陽能有效應用的同步性提供了一個新的解決方案，從而繞開太陽能發(fā)電裝置與電網(wǎng)引入的磨合問題，克服現(xiàn)有太陽能利用技術的不足，獲得明顯的綜合節(jié)能效果。
【專利說明】一種UPS太陽能供電接入設備及其實現(xiàn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供電接入設備及其實現(xiàn)方法，尤其涉及一種UPS太陽能供電接入設備及其實現(xiàn)方法。
【背景技術】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，全世界約有40%以上的電力能源來自煤炭等化石燃料，在我國，所占比例達70%以上。盡管太陽能等可再生能源在發(fā)電能源應用中所占的比例在逐步提高，我國在技術上也已基本成熟，并進入推廣應用階段，但由于太陽能受發(fā)電環(huán)境、氣候和時間的不確定性影響較大，發(fā)電量不穩(wěn)定，將其直接接入電網(wǎng)會對整個電網(wǎng)的運行和安全造成巨大的影響。
[0003]若因技術資金等原因而對新能源摒棄不用，不利于節(jié)能環(huán)保與技術發(fā)展，但若要想實現(xiàn)太陽能發(fā)電并網(wǎng)，就必須要通過耗資巨大的智能電網(wǎng)改造和升級，來解決這些新能源發(fā)電機組的直接入網(wǎng)和調度問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種UPS太陽能供電接入設備，它能夠將新能源的應用引入儲能元件等常規(guī)控制設備中，實現(xiàn)太陽能發(fā)電與UPS儲能的有效結合，提升新能源的利用率和UPS的使用時間及效率。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是供一種UPS太陽能供電接入設備的實現(xiàn)方法。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術方案是:一種UPS太陽能供電接入設備，包括順次連接的太陽能發(fā)電板、控制器、節(jié)能控制裝置和電源切換開關。
[0007]所述節(jié)能控制單元包括電阻分壓器與單片機模塊。
[0008]所述太陽能發(fā)電板由多晶硅光伏電池板組成。
[0009]所述控制器為MPPT系列控制器。
[0010]所述單片機模塊所用單片機為STC12C5A60系列。
[0011]上述設備的實現(xiàn)方法為:
1)在傳統(tǒng)UPS的市電充電器與蓄電池裝置間引入太陽能供電接入設備；
2)太陽能板發(fā)電電壓經(jīng)控制器整合，達到蓄電池輸入電壓范圍，并引入節(jié)能控制裝
置；
3)市電電壓經(jīng)變壓和充電器AD/DC轉換后，引入節(jié)能控制裝置；
4)節(jié)能控制裝置對兩路引入電壓進行比較分析；
5)電源切換開關根據(jù)分析結果，切換最優(yōu)支路為蓄電池供電。
[0012]本發(fā)明在UPS傳統(tǒng)市電電源基礎上，增加了太陽能供電引入設備，即在常規(guī)應用中，增加一段由太陽能發(fā)電裝置饋電的供電線路。設備投入應用時，節(jié)能控制裝置可采集太陽能發(fā)電裝置的供電電壓等信號，經(jīng)過與市電充電電壓的對比處理后，輸出控制指令，按照優(yōu)先利用太陽能的原則，獲得最大的節(jié)能效果。在市電斷電時，還可替代市電電源，為UPS供電，再經(jīng)UPS輸出穩(wěn)定電壓，達到增加UPS的使用時間的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，一種UPS太陽能供電接入設備及其實現(xiàn)方法，設備包括順次連接的太陽能發(fā)電板、控制器、節(jié)能控制裝置和電源切換開關，其實現(xiàn)方法為:
1)在傳統(tǒng)UPS的市電充電器與蓄電池裝置間引入太陽能供電接入設備；
傳統(tǒng)UPS對負載的供電方式主要有兩種,一種是市電直接供源,經(jīng)過輸入輸出端變壓、中間整形濾波等步驟，達到負載所要求的電壓輸入要求；另一種是蓄電池供源，在市電正常時，市電經(jīng)過輸入端變壓，滿足充電器輸入電壓需求，再經(jīng)充電器進行AD/DC轉換，給蓄電池供源，蓄電池在市電斷電時，經(jīng)逆變器和輸出端變壓模塊，達到給負載供電的要求；
2)太陽能板發(fā)電電壓經(jīng)控制器整合，達到蓄電池輸入電壓范圍，并引入節(jié)能控制裝
置；
太陽能發(fā)電板由多晶硅光伏電池板組成，控制器為MPPT系列控制器，太陽能發(fā)電板和控制器共同構成太陽能發(fā)電裝置。發(fā)電板將太陽的輻射能轉換為電能，控制器控制發(fā)電板工作狀態(tài)，整合發(fā)電電壓范圍，對下級的蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用；
3)市電電壓經(jīng)變壓和充電器AD/DC轉換后，引入節(jié)能控制裝置；
本發(fā)明設備弓I入點在市電充電器與蓄電池之間，使蓄電池的儲能來源由單一的市電，變?yōu)槭须娕c太陽能的擇優(yōu)選擇，使太陽能儲能和UPS儲能有效合一；
4)節(jié)能控制裝置對兩路引入電壓進行比較分析；
節(jié)能控制單元包括電阻分壓器與單片機模塊。電阻分壓器利用比例電阻分壓原理，實現(xiàn)將兩路輸入電壓等比例縮放，以達到單片機模擬電壓輸入要求；單片機可采用STC12C5A60系列，包含2路PWM，能夠克服市電干擾影響，輸入電壓經(jīng)片內高速A/D轉換后，實現(xiàn)比較功能，太陽能電池板電壓只要達到市電電壓的90 %以上，即首選太陽能供源，實現(xiàn)太陽能優(yōu)先利用；
5)電源切換開關根據(jù)分析結果，切換最優(yōu)支路為蓄電池供電；
選擇結果以控制指令形式從節(jié)能控制裝置輸出到電源切換開關中，由切換開關對電路進行切換，實現(xiàn)最優(yōu)支路供電。
[0015]本發(fā)明實現(xiàn)了太陽能發(fā)電與UPS儲能的有效結合，增加了常規(guī)用電裝置的安全保障手段，利用太陽能電源減少了常規(guī)電站的廠用電率，為實現(xiàn)常規(guī)電站運行效率和太陽能有效應用的同步性提供了一個新的解決方案，繞開了太陽能發(fā)電裝置與電網(wǎng)引入的磨合問題，克服現(xiàn)有太陽能利用技術的不足，獲得明顯的綜合節(jié)能效果。
【權利要求】
1.一種UPS太陽能供電接入設備，其特征在于:設備包括順次連接的太陽能發(fā)電板、控制器、節(jié)能控制裝置和電源切換開關。
2.如權利要求1所述的供電接入設備，其特征在于:所述節(jié)能控制單元包括電阻分壓器與單片機模塊。
3.如權利要求1所述的供電接入設備，其特征在于:所述太陽能發(fā)電板由多晶硅光伏電池板組成。
4.如權利要求1所述的供電接入設備，其特征在于:所述控制器為MPPT系列控制器。
5.如權利要求2所述的供電接入設備，其特征在于:所述單片機模塊所用單片機為STC12C5A60 系列。
6.一種UPS太陽能供電接入設備的實現(xiàn)方法，其特征在于:它包括以下步驟: .1)在傳統(tǒng)UPS的市電充電器與蓄電池裝置間引入太陽能供電接入設備； .2)太陽能板發(fā)電電壓經(jīng)控制器整合，達到蓄電池輸入電壓范圍，并引入節(jié)能控制裝置； .3 )市電電壓經(jīng)變壓和充電器AD/DC轉換后，引入節(jié)能控制裝置； .4)節(jié)能控制裝置對兩路引入電壓進行比較分析； .5)電源切換開關根據(jù)分析結果，切換最優(yōu)支路為蓄電池供電。
【文檔編號】H02J7/35GK103633725SQ201310626207
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權日:2013年12月2日
【發(fā)明者】高樂天, 杜宇, 陳新雪 申請人:國網(wǎng)河南省電力公司南陽供電公司