一種分布式電源并網接入裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種分布式電源并網接入裝置，包括：依次相連的輸入端、直流升壓電路、逆變電路、EMI濾波器、輸出端；還包括：輔助電源和控制系統；所述輔助電源為所述控制系統供電；所述控制系統包括：推挽控制電路、DSP控制器、MPPT算法模塊、AD采集電路；所述AD采集電路對輸入的直流電壓電流進行采集作為算法控制的原始數據傳給所述DSP控制器，所述DSP控制器根據所述原始數據進行過流過壓判斷，并根據判斷結果，通過所述MPPT算法模塊進行調制，使所述推挽控制電路動作對所述輸入的直流電壓電流進行調節；本發明適用于現有的分布式電源系統，能夠有效且高效的實現分布式電源并網。
【專利說明】
一種分布式電源并網接入裝置
技術領域
[0001]本發明涉及光伏發電設備技術領域，特別是指一種分布式電源并網接入裝置。
【背景技術】
[0002]由于傳統電力系統的某些弊端、傳統能源資源的枯竭、當今社會對電能質量要求的提高以及世界各國對環保問題的日益重視，分布式發電憑借其就地發電服務用戶、清潔環保等諸多優點，正受到世界各國的關注。但在利用其優點的同時，它的技術難點和缺點也不容忽視:分布式電源并網將會對電力系統的規劃、運行、控制及保護等方面產生一系列不利的影響，并網逆變器容易產生諧波、備用容量調節、電網自動化信息交互等問題，使得電力系統負荷的預測和規劃運行的不確定性增大，工作難度也相對增大。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明的目的在于提出一種適用于現有的分布式電源系統，能夠有效且高效的實現分布式電源并網的分布式電源并網接入裝置。
[0004]基于上述目的本發明提供的一種分布式電源并網接入裝置，包括:依次相連的輸入端、直流升壓電路、逆變電路、EMI濾波器、輸出端;其中，所述輸入端連接分布式電源的光伏板，所述輸出端連接電網；從所述光伏板輸出的直流電經過所述直流升壓電路后將能量輸入給所述逆變電路，所述逆變電路將能量轉換成穩定的交流輸出，經過所述EMI濾波器后最終向所述電網傳送能量；
[0005]所述分布式電源并網接入裝置還包括:輔助電源和控制系統;所述輔助電源為所述控制系統供電；所述控制系統包括:推挽控制電路、DSP控制器、MPPT算法模塊、AD采集電路;所述AD采集電路對輸入的直流電壓電流進行采集作為算法控制的原始數據傳給所述DSP控制器，所述DSP控制器根據所述原始數據進行過流過壓判斷，并根據判斷結果，通過所述MPPT算法模塊進行調制，使所述推挽控制電路動作對所述輸入的直流電壓電流進行調
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[0006]在一些實施例中，所述控制系統還包括:SPWM驅動模塊;所述SPffM驅動模塊根據所述DSP控制器信號調制，控制所述逆變電路通斷并使輸入來的直流電調制為220V交流電。
[0007]在一些實施例中，所述控制系統還包括:過流反饋模塊;所述過流反饋模塊采集輸出的交流電流信號反饋至所述DSP控制器，所述DSP控制器根據所述交流電流信號進行過流判斷，并根據判斷結果，對所述逆變電路的輸出進行調節。
[0008]在一些實施例中，所述控制系統還包括:過壓反饋模塊;所述過壓反饋模塊采集輸出的交流電壓信號反饋至所述DSP控制器，所述DSP控制器根據所述交流電壓信號進行過壓判斷，并根據判斷結果，對所述逆變電路的輸出進行調節。
[0009]在一些實施例中，所述直流升壓電路與逆變電路之間，還連接有濾波模塊。
[0010]在一些實施例中，還包括:用于與雙向電表相連的連接端。
[0011]在一些實施例中，還包括:通訊模塊;所述通訊模塊用于與用電服務平臺通訊以上傳用戶的用電信息。
[0012]從上面所述可以看出，本發明提供的分布式電源并網接入裝置，通過對現有并網流程地改進，使用戶真正體驗到即插即用、方便安裝的光伏并網服務。本裝置采用集成控制器、逆變器、濾波器等部件，支持光伏組件即插即用，支持多余發電量并網，還具備通信功能，能夠與系統實現對接，完成數據傳輸，有效且高效的實現了分布式電源的并網。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發明實施例的分布式電源并網接入裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0016]參考圖1，為本發明實施例的分布式電源并網接入裝置結構示意圖。
[0017]本發明實施例提供了一種分布式電源并網接入裝置，其與分布式電源相連，用于輔助完成分布式電源的并網。本發明實施例中，所述分布式電源為光伏電源。
[0018]本實施例的分布式電源并網接入裝置，包括:依次相連的輸入端1、直流升壓電路
2、逆變電路3、EMI濾波器4、輸出端5。其中，輸入端I連接分布式電源的光伏板，輸出端5連接電網；從光伏板輸出的直流電經過直流升壓電路2后將能量輸入給逆變電路3，逆變電路3將能量轉換成穩定的交流輸出，經過EMI濾波器4后最終向電網傳送能量。
[0019]其中，逆變電路3是本實施例的裝置的核心部分，通過新的拓撲架構，將太陽能電池的不穩定直流電，通過高頻功率電子，轉換成電壓穩定，滿功率輸出的交流電，并最終向電網傳送能量，具有較高的轉化效率和可靠性。而EMI濾波器4采用兩級LC濾波器方案，針對EMI濾波器和功率逆變單元進行優化設計，并且在滿足電網要求前提下，盡量較少了濾波器體積。
[0020]另外，本實施例的分布式電源并網接入裝置還包括:輔助電源和控制系統。
[0021]其中，所述輔助電源為所述控制系統供電；具體的，輔助電源提供DSP控制器7、推挽控制電路6、晶體管以及其他模塊所需要的直流母線電壓。本實施例的裝置需要的輔助電源設計以便減小待機功耗，它是節能化產品的一個重要的指標，同時輔助電源設計對降低整機成本，減小整機體積。
[0022]所述控制系統包括:推挽控制電路6、DSP控制器7、MPPT算法模塊8、AD采集電路9。DSP控制器7主要負責功率變換的控制算法，最大功率跟蹤算法，起停機，保護功能。同時融合并網算法，并網鎖相，并網故障檢測，故障處理。MPPT算法模塊8主要用于檢測主回路直流電壓及輸出電流，計算出太陽能陣列的輸出功率，并實現對最大功率點的追蹤，使直流輸入電壓有較寬的適應范圍。
[0023]在進行并網時，AD米集電路9對輸入的直流電壓電流進行米集作為算法控制的原始數據傳給所述DSP控制器7，DSP控制器7根據所述原始數據進行過流過壓判斷，并根據判斷結果，通過MPPT算法模塊8進行調制，使推挽控制電路6動作對輸入的直流電壓電流進行調節。具體的，當DSP控制器7判定當前處于過流過壓狀態時，通過MPPT算法模塊8進行調制，使推挽控制電路6將輸入的直流電壓電流調解至標準值。
[0024]在優選實施例中，所述控制系統還包括:SPWM驅動模塊10;SPWM驅動模塊10根據DSP控制器7信號調制，控制逆變電路3通斷并使輸入來的直流電調制為220V交流電。
[0025]在優選實施例中，所述控制系統還包括:過流反饋模塊11;過流反饋模塊11采集輸出的交流電流信號反饋至DSP控制器7，DSP控制器7根據所述交流電流信號進行過流判斷，并根據判斷結果，對逆變電路3的輸出進行調節。
[0026]在優選實施例中，所述控制系統還包括:過壓反饋模塊12;過壓反饋模塊12采集輸出的交流電壓信號反饋至DSP控制器7，DSP控制器7根據所述交流電壓信號進行過壓判斷，并根據判斷結果，對逆變電路3的輸出進行調節。
[0027]具體的，對于所述優選實施例，因為光伏板制造工藝的限制，光伏板上獲得的電能隨著光照強度的增加并不是持續增大的，故而存在一個電壓值對應點為最大功率點。通過MPPT算法模塊8可以有效使設備處在最大功率點附近工作。從光伏板輸出的直流電進入直流升壓電路2將能量輸入給逆變電路3，同時AD采集電路9對該直流電電壓電流進行采集作為算法控制的原始數據傳給DSP控制器7，DSP控制器7根據該數據進行過流過壓判斷以及進行MPPT算法調制來使推挽控制電路6動作。同時DSP控制器7輸出控制信號，通過SPffM驅動模塊10進行SPffM信號調制，控制逆變電路3通斷使由上一級輸入來的直流電調制為220V交流電，并對其輸出進行濾波處理，對輸出電壓電流信號進行采集，防止輸出過流過壓。
[0028]在一些其他實施例中，直流升壓電路2與逆變電路3之間，還連接有濾波模塊，通過該濾波模塊，對輸入的信號進行濾波處理。
[0029]在一些其他實施例中，所述分布式電源并網接入裝置還包括:用于與雙向電表相連的連接端。通過連接端連接雙向電表后，使得能源流在用戶家庭、本發明實施例的分布式電源并網接入裝置和電網之間相互傳輸，當無法使用光伏發電時，用戶所用的電為電網供電；使用光伏發電時，用戶除了可以自主供電外，還可以將光伏發電剩余電流返還到電網，整個過程都是雙向的。
[0030]進一步的，所述分布式電源并網接入裝置還包括:通訊模塊。該通訊模塊用于與用電服務平臺通訊以上傳用戶的用電信息。對于本發明實施例的裝置來說，除了如上所述的用于實現用戶用電，以及多余發電量的并網功能的能量流外，還包括輔助用戶日常用電的信息流。用戶可以通過手機等智能移動終端通過用電服務平臺獲取其日常的用電信息，而用電服務平臺中供用戶查閱的所述用電信息即來自本發明實施例的裝置。
[0031]此外，在本發明的其他實施例中，所述分布式電源并網接入裝置還包括有防雷保護模塊等其他常用的保護性單元模塊。
[0032]由上述實施例可見，本發明的分布式電源并網接入裝置，解決了現有技術中分布式電源并網存在的問題，開展分布式電源即插即用示范應用。通過建設屋頂光伏工程，示范應用分布式光伏發電即插即用接口裝置，推廣分布式電源即插即用技術和模式。通過光伏發電和剩余電返還到電網，還可以節約能源，節省用戶開支，用戶在使用智能化信息服務平臺時相對于傳統的用電服務更加方便、快捷。
[0033]所屬領域的普通技術人員應當理解:以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權利要求)被限于這些例子;在本發明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特征之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現，并存在如上所述的本發明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節中提供。
[0034]另外，為簡化說明和討論，并且為了不會使本發明難以理解，在所提供的附圖中可以示出或可以不示出與集成電路(IC)芯片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以以框圖的形式示出裝置，以便避免使本發明難以理解，并且這也考慮了以下事實，即關于這些框圖裝置的實施方式的細節是高度取決于將要實施本發明的平臺的(即，這些細節應當完全處于本領域技術人員的理解范圍內)。在闡述了具體細節(例如，電路)以描述本發明的示例性實施例的情況下，對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下或者這些具體細節有變化的情況下實施本發明。因此，這些描述應被認為是說明性的而不是限制性的。
[0035]盡管已經結合了本發明的具體實施例對本發明進行了描述，但是根據前面的描述，這些實施例的很多替換、修改和變型對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。例如，其它存儲器架構(例如，動態RAM(DRAM))可以使用所討論的實施例。
[0036]本發明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛范圍之內的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種分布式電源并網接入裝置，其特征在于，包括:依次相連的輸入端、直流升壓電路、逆變電路、EMI濾波器、輸出端;其中，所述輸入端連接分布式電源的光伏板，所述輸出端連接電網；從所述光伏板輸出的直流電經過所述直流升壓電路后將能量輸入給所述逆變電路，所述逆變電路將能量轉換成穩定的交流輸出，經過所述EMI濾波器后最終向所述電網傳送能量； 所述分布式電源并網接入裝置還包括:輔助電源和控制系統;所述輔助電源為所述控制系統供電;所述控制系統包括:推挽控制電路、DSP控制器、MPPT算法模塊、AD采集電路;所述AD采集電路對輸入的直流電壓電流進行采集作為算法控制的原始數據傳給所述DSP控制器，所述DSP控制器根據所述原始數據進行過流過壓判斷，并根據判斷結果，通過所述MPPT算法模塊進行調制，使所述推挽控制電路動作對所述輸入的直流電壓電流進行調節。2.根據權利要求1所述的分布式電源并網接入裝置，其特征在于，所述控制系統還包括:SPWM驅動模塊;所述SPWM驅動模塊根據所述DSP控制器信號調制，控制所述逆變電路通斷并使輸入來的直流電調制為220V交流電。3.根據權利要求2所述的分布式電源并網接入裝置，其特征在于，所述控制系統還包括:過流反饋模塊;所述過流反饋模塊采集輸出的交流電流信號反饋至所述DSP控制器，所述DSP控制器根據所述交流電流信號進行過流判斷，并根據判斷結果，對所述逆變電路的輸出進行調節。4.根據權利要求2所述的分布式電源并網接入裝置，其特征在于，所述控制系統還包括:過壓反饋模塊;所述過壓反饋模塊采集輸出的交流電壓信號反饋至所述DSP控制器，所述DSP控制器根據所述交流電壓信號進行過壓判斷，并根據判斷結果，對所述逆變電路的輸出進行調節。5.根據權利要求1所述的分布式電源并網接入裝置，其特征在于，所述直流升壓電路與逆變電路之間，還連接有濾波模塊。6.根據權利要求1所述的分布式電源并網接入裝置，其特征在于，還包括:用于與雙向電表相連的連接端。7.根據權利要求6所述的分布式電源并網接入裝置，其特征在于，還包括:通訊模塊;所述通訊模塊用于與用電服務平臺通訊以上傳用戶的用電信息。
【文檔編號】H02J3/38GK106026167SQ201610475105
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】王立濤, 鄧偉, 于建成, 趙新, 徐科, 姚國風, 耿亮, 唐新忠, 成楊, 李天杰, 莊斌, 王旭東
【申請人】國家電網公司, 國網天津市電力公司, 北京國電通網絡技術有限公司