一種微網光伏逆變器智能調控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種微網光伏逆變器智能調控裝置，電源模塊與中心控制模塊相連。電壓檢測電路和電流濾波電路均與配電電網相連，電壓檢測電路的輸出端經電壓濾波電路連接通信模塊的一輸入端，電流檢測電路的輸出端經電流濾波電路連接通信模塊的另一輸入端，通信模塊的輸出端連接中心控制模塊的輸入端。中心控制模塊的輸出端分為N路，每一路輸出端均與一比較器的一輸入端相連，每路比較器的輸出均經一驅動電路與一繼電器的輸入端相連，每路繼電器的輸出端連接一個光伏微網的逆變器。上述N個比較器的閾值各不相同。本實用新型能夠自動檢測當前電網負載功率，并根據需求對相應微網逆變器機組進行自動調控。
【專利說明】一種微網光伏逆變器智能調控裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光伏發電【技術領域】，具體涉及一種微網光伏逆變器智能調控裝 置。
【背景技術】
[0002] 光伏發電作為世界各國新能源開發的重要方向，光伏產業得到飛速發展。分布式 發電作為光伏發電的一種重要形式，可就近給本地負載供電，能夠就地消化電力，節省輸變 電投資，與傳統能源形成一種優勢互補，逐漸形成了一種光伏微網發電方式，其主要由微電 源、負荷、儲能系統和控制裝置構成的系統單元，能夠實現自我控制、保護和管理的自治系 統，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。
[0003] 用電負荷是一個隨時不斷變動的量，對一個地區而言，負荷變化的特性主要取決 于用電行業結構、地域、季節變化、白晝變化、經濟發展和生活水平。用電負荷在時間上的不 均衡性使得某一時段用電較多，某一時段用電較少，這就形成了用電高峰負荷與低谷負荷。 用電負荷在不同季節或在工作日和節假日中出現用電高峰期和低谷期的周期性變化，在一 些用電小區，用電高峰期和低谷期的用電負荷有時相差百倍甚至千倍。
[0004] 電負荷峰谷差愈大，電網運行越不經濟。對于大功率逆變器，主電路功率開關器件 電流大，電路的耗散功率大，散熱嚴重，變壓器無功功率損耗也大。當電網負載消耗電能較 少時，光伏微網逆變器所產生的電能大部分將被自身以無功功率或者熱能消耗掉。這樣光 伏微網發電效率隨著負載功耗降低而降低，同時逆變器常年不間斷工作，設備元件損耗較 快，易老化。 實用新型內容
[0005] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種微網光伏逆變器智能調控裝置，其能 夠自動檢測當前電網負載功率，并根據需求對相應微網逆變器機組進行自動調控。
[0006] 為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：
[0007] 一種微網光伏逆變器智能調控裝置，主要由電源模塊、中心控制模塊、電壓檢測電 路、電流檢測電路、電壓濾波電路、電流濾波電路、通信模塊、N個比較器、N個驅動電路和N 個繼電器組成。上述N個比較器的閾值各不相同；電源模塊與中心控制模塊相連。電壓檢 測電路和電流濾波電路均與配電電網相連，電壓檢測電路的輸出端經電壓濾波電路連接通 信模塊的一輸入端，電流檢測電路的輸出端經電流濾波電路連接通信模塊的另一輸入端， 通信模塊的輸出端連接中心控制模塊的輸入端。中心控制模塊的輸出端分為N路，每一路 輸出端均與一比較器的一輸入端相連，每路比較器的輸出均經一驅動電路與一繼電器的輸 入端相連，每路繼電器的輸出端連接一個光伏微網的逆變器。上述N為光伏微網的個數。
[0008] 上述方案中，所述中心控制器連接檢測模塊，并在功率值達到逆變器開啟閾值時， 輸出相應電壓信號給比較器。
[0009] 上述方案中，所述比較器采用滯回比較器。
[0010] 與現有技術相比，本實用新型具有如下特點：
[0011] 1、通過多個閾值不同的比較器進行組合，能夠自動檢測當前電網負載功率，并根 據需求對相應微網逆變器機組進行自動調控，在用電高峰期時，開啟多組逆變器，在用低峰 期時，在保證滿足負載用電負荷的情況下，關閉相應微網的多余逆變器機組，減少逆變器自 身的無功功率損耗和發熱損耗，提高能源的利用率，減小功率開關器件的損耗，延長逆變器 的使用壽命。
[0012] 2、通過CAN現場總線技術實現調控裝置與各分布式逆變系統之間的通信，與常用 的RS 232/485通訊方式相比，數據傳輸效率高，可靠性好。
[0013] 3、可以適用于獨立運行模式下的光伏微網發電系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為一種微網光伏逆變器智能調控裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 一種微網光伏逆變器智能調控裝置，如圖1所示，其主要由反饋式電源模塊、中心 控制模塊、顯示模塊、電壓檢測電路、電流檢測電路、電壓濾波電路、電流濾波電路、通信模 塊、N個滯回比較器、N個驅動電路和N個繼電器組成；其中N為光伏微網的個數。N個滯回 比較器的闞值各不相同，且N個滯回比較器的閾值間隔相等并逐步遞增。通信模塊包括電 壓CAN收發器、電流CAN收發器和CAN集線器。反饋式電源模塊與中心控制模塊相連。顯示 模塊連接在中心控制模塊上。電壓檢測電路和電流濾波電路均與配電電網相連。電壓CAN 收發器的輸入端與電壓濾波電路的輸出端相連，電流CAN收發器的輸入端與電流濾波電路 的輸出端相連，電壓CAN收發器和電流CAN收發器的輸出端同時連接CAN集線器的輸入端， CAN集線器的輸出端連接中心控制模塊。中心控制模塊的輸出端分為N路，每一路輸出端均 與一滯回比較器的一輸入端相連，每路滯回比較器的輸出均經一驅動電路與一繼電器的輸 入端相連，每路繼電器的輸出端連接一個光伏微網的逆變器。
[0016] 檢測模塊，包括電流檢測模塊和電壓檢測模塊，用于監測當前配電電網的本地負 載的電壓和電流情況。并將模擬信號轉化為適合中心控制模塊處理的數字信號。電流檢測 模塊和電壓檢測模塊輸入端與配電電網的本地負載相連，輸出端與CAN收發器連接，將檢 測結果實時通過CAN收發器傳遞給中心控制模塊。
[0017] 濾波電路，包括電流濾波電路和電壓濾波電路，用于將檢測模塊檢測到的電流和 電壓信號濾波，減小電壓電流信號由于干擾產生的波動。
[0018] 通信模塊，包括CAN集線器、電流CAN收發器和電壓CAN收發器。電流和電源CAN 收發器的輸入端與相應的檢測模塊的輸出端連接，輸出端與CAN集線器連接。CAN集線器輸 出端與中心控制模塊輸入端連接，將各收發器傳來的數據輸入給中心控制模塊。采用CAN 總線技術實現中心控制模塊與多個光伏并網逆變器之間的通信，抗千擾能力強，保證數據 通信的可靠性和實時性，同時具有很好誤差檢測機制。中心控制器通過CAN集線器與分布 式逆變器系統和檢測模塊相連構成星型結構，每個單根電纜只連接一個分布式逆變器及檢 測模塊。
[0019] 反激式電源輸入端與光伏儲能設備連接，輸出端與中心控制器連接。通過DC\DC 變換產生所需直流電壓，保證本調控裝置在任何情況下能夠控制逆變器的正常開啟和關 閉。
[0020] 顯示裝置，其輸入端與中心控制模塊連接，可顯示當前各組逆變器工作狀態。
[0021] 中心控制器，連接檢測模塊，并在功率值達到逆變器開啟閾值時，輸出相應電壓信 號給比較器，主要完成實時負載功率的計算和并將實時負載功率轉換成相應的實時負載電 壓送入滯回比較器進行閾值比較。即：首先根據收集電流檢測模塊和電壓檢測模塊采集到 的配電電網的本地負載的電流I和電壓U，通過公式P二IU計算出實時負載功率P，分析負 載功率大小。然后根據計算出的實時負載功率P和電阻R,通過公式F' = ，計算出實施 功率所對應的實時負載電壓U'。最后將實時負載電壓IT同時送入所有的滯回比較器中。 R為設定值，其設定值須使滯環比較器的輸入電壓在其工作范圍之內。
[0022] 滯回比較器，主要起抗千擾作用，防止由于用電負荷在設定閾值的臨界點附近變 化造成控制電路反復動作，避免微網相應的逆變器頻繁開或關。連接中心控制器與驅動電 路。每個滯回比較器均設有具有一個固定的閾值，且這些閾值各不相同，并依次遞增。當中 心控制器送入實時負載電壓LT超過該滯回比較器的固定閾值時，則通過對應支路的驅動 電路傳送啟動信號至對應支路的繼電器，讓所對應支路的逆變器啟動，即所對應的光伏微 網啟動工作。反之，當中心控制器送入實時負載電壓U'低于該滯回比較器的固定閾值時， 則通過對應支路的驅動電路傳送停止信號至對應支路的繼電器，讓所對應支路的逆變器啟 動，即所對應的光伏微網停止工作。
[0023] 驅動電路，用于接收滯回比較器發出的控制信號，并將此信號發送給繼電器，控制 繼電器的開或斷。
[0024] 繼電器，信號輸入端與驅動電路的輸出端相連，接收控制信號。繼電器的兩端分別 與光伏電板和逆變器系統連接。可根據控制信號連接或斷開光伏電板和逆變器系統。
【權利要求】
1. 一種微網光伏逆變器智能調控裝置，其特征在于：主要由電源模塊、中心控制模塊、 電壓檢測電路、電流檢測電路、電壓濾波電路、電流濾波電路、通信模塊、N個比較器、N個驅 動電路和N個繼電器組成；上述N個比較器的閾值各不相同；電源模塊與中心控制模塊相 連； 電壓檢測電路和電流濾波電路均與配電電網相連，電壓檢測電路的輸出端經電壓濾波 電路連接通信模塊的一輸入端，電流檢測電路的輸出端經電流濾波電路連接通信模塊的另 一輸入端，通信模塊的輸出端連接中心控制模塊的輸入端； 中心控制模塊的輸出端分為N路，每一路輸出端均與一比較器的一輸入端相連，每路 比較器的輸出均經一驅動電路與一繼電器的輸入端相連，每路繼電器的輸出端連接一個光 伏微網的逆變器； 上述N為光伏微網的個數。
2. 根據權利要求1所述的一種微網光伏逆變器智能調控裝置，其特征在于：所述中心 控制器連接檢測模塊，并在功率值達到逆變器開啟閾值時，輸出相應電壓信號給比較器。
3. 根據權利要求1或2所述的一種微網光伏逆變器智能調控裝置，其特征在于：所述 比較器采用滯回比較器。
【文檔編號】H02J3/38GK204068288SQ201420520487
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】范寶奇, 羅曉曙, 廖志賢 申請人:廣西師范大學