專利名稱：一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽能發(fā)電供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能獨(dú)立發(fā)電供電系統(tǒng)不僅是新能源應(yīng)用的有效方式之一，而且也是目前解決偏遠(yuǎn)地區(qū)用電的有效方法之一。現(xiàn)在僅我國偏遠(yuǎn)地區(qū)就有數(shù)十萬套戶用型太陽能供電系統(tǒng)在使用和安裝之中，并且在不斷擴(kuò)大和發(fā)展，為廣大偏遠(yuǎn)地區(qū)人民解決無電問題，大大改善偏遠(yuǎn)地區(qū)人民的生活和工作條件。但是，在使用過程中大量出現(xiàn)使用不足一年就發(fā)生故障或使用效能低及壽命短的缺陷，造成系統(tǒng)投入2-5年就因故障而廢棄不用，浪費(fèi)了大量資源。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)與系統(tǒng)，采用發(fā)電-蓄電-供電或采用發(fā)電、蓄電、用電共接一條直流母線，而且所有蓄電池連接成一組使用的技術(shù)方案，造成發(fā)電組件和蓄電池不能正常按合理工作方式運(yùn)行；前者如圖1所示，在太陽能發(fā)電組件發(fā)電時(shí)段，充電時(shí)不能放電，放電(供電)時(shí)又不能充電(蓄電)造成發(fā)電利用率下降，而且隨機(jī)性的用戶用電，會造成蓄電池不能正常進(jìn)行合理充放電(只能是防過充過放)，所有用電均為蓄電后供電，增加了蓄電池的負(fù)擔(dān)，影響蓄電池壽命；而后者如圖2所示，雖然無須先充電后蓄電，但是由于發(fā)電組件、蓄電池和用電負(fù)載共極連接在一條直流母線上，雖然系統(tǒng)設(shè)有控制器，因此，用電時(shí)，發(fā)電、蓄電均不受系統(tǒng)控制，此時(shí)，發(fā)電的充電和供電以及蓄電池的充電與放電，隨負(fù)載用電變化而變化，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)效率，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少了蓄電池壽命，是造成現(xiàn)有技術(shù)與系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定和使用壽命短的主要原因。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)與系統(tǒng)不能按系統(tǒng)設(shè)置有效的受控進(jìn)行發(fā)電的充電和供電以及蓄電池的充電與放電的缺陷，提高光伏發(fā)電供電系統(tǒng)效率，延長系統(tǒng)壽命，本實(shí)用新型提出了一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電組件、電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路、DC/DC及MPPT模塊、充電管控模塊、充電母線防逆流電路、光伏直供母線防逆流電路、直流輸出供電母線防逆流電路、直流調(diào)控電路、充電母線、光伏直供電力母線、直流輸出供電母線系統(tǒng)控制器、系統(tǒng)總線、系統(tǒng)電源、蓄電池組A、蓄電池組B、門限電路、DC/AC逆變模塊、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路、系統(tǒng)操控顯示模塊、直流負(fù)載端口及交流負(fù)載端口構(gòu)成，其特征是太陽能發(fā)電組件經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路連接DC/DC及MPPT模塊并經(jīng)光伏直供電力母線及光伏直供母線防逆流電路順次連接DC/AC逆變模塊、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路和交流負(fù)載端口；太陽能發(fā)電組件經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路連接DC/DC及MPPT模塊至充電管控模塊并經(jīng)充電母線及充電母線防逆流電路連接直流調(diào)控電路至蓄電池組A及蓄電池組B ;太陽能發(fā)電組件經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路連接DC/DC及MPPT模塊至充電管控模塊并經(jīng)充電母線及充電母線防逆流電路連接直流調(diào)控電路再經(jīng)直流輸出供電母線及直流輸出供電母線防逆流電路接直流負(fù)載端口；[0012]蓄電池組A及蓄電池組B分別接入直流調(diào)控電路后經(jīng)直流輸出供電母線及直流輸出供電母線防逆流電路接直流負(fù)載端口；蓄電池組A及蓄電池組B分別接入直流調(diào)控電路后經(jīng)及直流輸出供電母線防逆流電路再經(jīng)直流輸出供電母線、門限電路、DC/AC逆變模塊、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路至交流負(fù)載端口 ；系統(tǒng)控制器連接系統(tǒng)操控顯示模塊并經(jīng)系統(tǒng)總線連接電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路、DC/DC及MPPT模塊、充電管控模塊、直流調(diào)控電路、DC/AC逆變模塊、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路。系統(tǒng)電源連接直流輸出供電母線和系統(tǒng)控制器。本實(shí)用新型的一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)電源的特征是系統(tǒng)電源具有蓄電單元，并與直流輸出供電母線連接，通過直流輸出供電母線、直流調(diào)控電路與蓄電池組A及蓄電池組B相連。本實(shí)用新型的一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，所述充電管控模塊的特征是由光伏電力輸入端、電控旁路開關(guān)、充電管控及旁路控制電路、總線及接口、旁路電力線、直流電力輸出端口組成，光伏電力輸入端經(jīng)電控旁路開關(guān)連接充電管控及旁路控制電路并接至直流電力輸出端口 ；光伏電力輸入端經(jīng)電控旁路開關(guān)連接旁路電力線并接直流電力輸出端口 ；充電管控及旁路控制電路與總線及接口相連。本實(shí)用新型為了有效控制蓄電池的充電和放電，將蓄電池分成兩組及以上，并且每組蓄電池均受控連接充電母線或放電母線，使每個(gè)蓄電池組能夠完整受控地執(zhí)行充、放電流程，使蓄電池能夠健康高效工作，大大延長了蓄電池的使用壽命；并且，本實(shí)用新型通過設(shè)立三條單方向供電的直流母線，還通過電管控模塊的電控旁路開關(guān)建立光伏電力直供直流負(fù)載的電力路徑，使充電(蓄電)、放電(供電)、用電三部分各行其道，每部分均可按設(shè)定的控制合運(yùn)行方式正常且受控運(yùn)行，使系統(tǒng)各部分均在合理、高效、安全的狀態(tài)下工作，大大提高了系統(tǒng)效率和系統(tǒng)可靠性，延長了蓄電池的使用壽命。
圖1為傳統(tǒng)獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)構(gòu)成與供電方式示意圖；圖2為現(xiàn)有獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)構(gòu)成與供電方式示意圖；圖3為一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)原理示意框圖；圖4為充電管控模塊原理示意框圖。
具體實(shí)施方式
作為實(shí)施例子，結(jié)合附圖對一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)給予說明，但是，本實(shí)用新型的技術(shù)與方案不限于本實(shí)施例子給出的內(nèi)容。附圖1給出了傳統(tǒng)獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)構(gòu)成與供電方式示意圖，如圖所示，傳統(tǒng)獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)構(gòu)成串接方式，其工作方式為發(fā)電-蓄電-供電。附圖2給出了現(xiàn)有獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)構(gòu)成與供電方式的示意圖，如圖所示，現(xiàn)有獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)構(gòu)成發(fā)電組件、蓄電池和用電負(fù)載并接方式，共極連接在一條直流母線上。附圖3給出了一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)的原理示意框圖。由圖所示，本實(shí)用新型提出的一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電組件(I)、電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路(2)、DC/DC及MPPT模塊(3)、充電管控模塊(4)、充電母線防逆流電路(5a)、光伏直供母線防逆流電路(5b)、直流輸出供電母線防逆流電路(5c)、直流調(diào)控電路(6)、充電母線(7)、光伏直供電力母線(8)、直流輸出供電母線(9)系統(tǒng)控制器(10)、系統(tǒng)總線
(11)、系統(tǒng)電源(12)、蓄電池組A(13a)、蓄電池組B (13b)、門限電路(14)、DC/AC逆變模塊
(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)、系統(tǒng)操控顯示模塊(17)、直流負(fù)載端口(18)及交流負(fù)載端口(19)構(gòu)成，其特征是太陽能發(fā)電組件(I)經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路⑵連接DC/DC及MPPT模塊(3)并經(jīng)光伏直供電力母線(8)及光伏直供母線防逆流電路(5b)順次連接DC/AC逆變模塊
(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)和交流負(fù)載端口(19)，構(gòu)成光伏電力直供交流負(fù)載的電力路徑；并通過蓄電供交流負(fù)載的電力路徑與其相連，由蓄電池組進(jìn)行補(bǔ)電，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電；太陽能發(fā)電組件(I)經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路⑵連接DC/DC及MPPT模塊(3)至充電管控模塊(4)并經(jīng)充電母線(7)及充電母線防逆流電路(5a)連接直流調(diào)控電路(6)至蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)，構(gòu)成光伏電力蓄電充電的電力路徑，通過直流調(diào)控電路(6)的調(diào)控可以對蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)同時(shí)充電，也可以只對其中一組蓄電池組A (13a)或蓄電池組B (13b)進(jìn)行充電；太陽能發(fā)電組件(I)經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路⑵連接DC/DC及MPPT模塊(3)至充電管控模塊(4)并經(jīng)充電母線(7)及充電母線防逆流電路(5a)連接直流調(diào)控電路(6)再經(jīng)直流輸出供電母線(9)及直流輸出供電母線防逆流電路(5c)接直流負(fù)載端口(18)，構(gòu)成光伏電力供直流負(fù)載的電力路徑；蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)分別接入直流調(diào)控電路(6)后經(jīng)直流輸出供電母線(9)及直流輸出供電母線防逆流電路(5c)接直流負(fù)載端口(18)，構(gòu)成蓄電供直流負(fù)載的電力路徑，通過直流調(diào)控電路(6)的調(diào)控，可以由蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)同時(shí)放電供電，也可以只對其中一組蓄電池組A(13a)或蓄電池組B(13b)進(jìn)行放電供電；蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)分別接入直流調(diào)控電路(6)后經(jīng)(9)及直流輸出供電母線防逆流電路(5c)再經(jīng)直流輸出供電母線(9)、門限電路(14)、DC/AC逆變模塊(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)至交流負(fù)載端口(19)，構(gòu)成蓄電供交流負(fù)載的電力路徑，通過直流調(diào)控電路(6)的調(diào)控，可以由蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)同時(shí)放電供電,也可以只對其中一組蓄電池組A(13a)或蓄電池組B(13b)進(jìn)行放電供電；系統(tǒng)控制器(10)連接系統(tǒng)操控顯示模塊(17)并經(jīng)系統(tǒng)總線(11)連接電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路(2)、DC/DC及MPPT模塊(3)、充電管控模塊(4)、直流調(diào)控電路(6)、DC/AC逆變模塊(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)，構(gòu)成系統(tǒng)控制信息鏈路；系統(tǒng)電源(12)連接直流輸出供電母線(9)和系統(tǒng)控制器(10)，可以構(gòu)成雙電源系統(tǒng)供電電源及電力路徑。本實(shí)用新型的一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)電源的特征是系統(tǒng)電源(12)具有蓄電單元，并在連接系統(tǒng)控制器(10)為系統(tǒng)供電同時(shí)，與直流輸出供電母線
(9)連接，可以通過直流輸出供電母線(9)、直流調(diào)控電路(6)合理調(diào)用蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)提供的電力為系統(tǒng)供電，延長系統(tǒng)電源(12)的供電能力和電源壽命，乃至省去系統(tǒng)電源(12)中的蓄電單元。[0037]如附圖4所示，本實(shí)用新型的一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，所述充電管控模塊的特征是由光伏電力輸入端(401)、電控旁路開關(guān)(402)、充電管控及旁路控制電路(403)、總線及接口(404)、旁路電力線(405)、直流電力輸出端口(406)組成，光伏電力輸入端(401)經(jīng)電控旁路開關(guān)(402)連接充電管控及旁路控制電路(403)并接至直流電力輸出端口(406),構(gòu)成光伏電力充電的電力路徑；光伏電力輸入端(401)經(jīng)電控旁路開關(guān)(402)連接旁路電力線(405)并接直流電力輸出端口(406)，構(gòu)成光伏電力直供直流負(fù)載的電力路徑；充電管控及旁路控制電路(403)與總線及接口(404)相連。實(shí)施例子中電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路(2)、DC/DC及MPPT模塊(3)、充電管控模塊
(4)、直流調(diào)控電路(6)、系統(tǒng)控制器(10)、系統(tǒng)總線(11)、門限電路(14)、DC/AC逆變模塊
(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)、系統(tǒng)操控顯示模塊(17)各電路模塊可以根據(jù)微處理器的性能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需求，將其合并成一個(gè)或多個(gè)其他形式的電路模塊。綜上所述，本實(shí)用新型技術(shù)方案克服現(xiàn)有技術(shù)與系統(tǒng)不能按系統(tǒng)設(shè)置有效的受控進(jìn)行發(fā)電的充電和供電以及蓄電池的充電與放電的缺陷，通過將蓄電池分成兩組及以上，并且設(shè)立三條單方向供電的直流母線，還通過電管控模塊的電控旁路開關(guān)建立光伏電力直供直流負(fù)載的電力路徑，使充電(蓄電)、放電(供電)、用電三部分各行其道，每部分均可按設(shè)定的控制合運(yùn)行方式正常且受控運(yùn)行，使系統(tǒng)各部分均在合理、高效、安全的狀態(tài)下工作，大大提高了系統(tǒng)效率和系統(tǒng)可靠性，延長了蓄電池的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電組件(I)、電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路(2)、DC/DC及MPPT模塊(3)、充電管控模塊(4)、充電母線防逆流電路(5a)、光伏直供母線防逆流電路(5b)、直流輸出供電母線防逆流電路(5c)、直流調(diào)控電路(6)、充電母線(7)、光伏直供電力母線(8)、直流輸出供電母線(9)系統(tǒng)控制器(10)、系統(tǒng)總線(11)、系統(tǒng)電源(12)、蓄電池組A(13a)、蓄電池組B (13b)、門限電路(14)、DC/AC逆變模塊(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)、系統(tǒng)操控顯示模塊(17)、直流負(fù)載端口(18)及交流負(fù)載端口(19)構(gòu)成，其特征是 太陽能發(fā)電組件⑴經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路⑵連接DC/DC及MPPT模塊(3)并經(jīng)光伏直供電力母線(8)及光伏直供母線防逆流電路(5b)順次連接DC/AC逆變模塊(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)和交流負(fù)載端口(19)； 太陽能發(fā)電組件(I)經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路(2)連接DC/DC及MPPT模塊(3)至充電管控模塊(4)并經(jīng)充電母線(7)及充電母線防逆流電路(5a)連接直流調(diào)控電路(6)至蓄電池組A (13a)及蓄電池組B (13b)； 太陽能發(fā)電組件⑴經(jīng)電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路⑵連接DC/DC及MPPT模塊(3)至充電管控模塊(4)并經(jīng)充電母線(7)及充電母線防逆流電路(5a)連接直流調(diào)控電路(6)再經(jīng)直流輸出供電母線(9)及直流輸出供電母線防逆流電路(5c)接直流負(fù)載端口(18)； 蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)分別接入直流調(diào)控電路(6)后經(jīng)直流輸出供電母線(9)及直流輸出供電母線防逆流電路(5c)接直流負(fù)載端口(18)； 蓄電池組A (13a)及蓄電池組B (13b)分別接入直流調(diào)控電路(6)后經(jīng)(9)及直流輸出供電母線防逆流電路(5c)再經(jīng)直流輸出供電母線(9)、門限電路(14)、DC/AC逆變模塊(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)至交流負(fù)載端口(19)； 系統(tǒng)控制器(10)連接系統(tǒng)操控顯示模塊(17)并經(jīng)系統(tǒng)總線(11)連接電力輸入監(jiān)測保護(hù)電路(2)、DC/DC及MPPT模塊(3)、充電管控模塊(4)、直流調(diào)控電路(6)、DC/AC逆變模塊(15)、交流輸出監(jiān)測保護(hù)電路(16)； 系統(tǒng)電源(12)連接直流輸出供電母線(9)和系統(tǒng)控制器(10)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)電源的特征是系統(tǒng)電源(12)具有蓄電單元，并與直流輸出供電母線(9)連接，通過直流輸出供電母線(9)、直流調(diào)控電路(6)與蓄電池組A(13a)及蓄電池組B(13b)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，所述充電管控模塊的特征是由光伏電力輸入端(401)、電控旁路開關(guān)(402)、充電管控及旁路控制電路(403)、總線及接口(404)、旁路電力線(405)、直流電力輸出端口(406)組成，光伏電力輸入端(401)經(jīng)電控旁路開關(guān)(402)連接充電管控及旁路控制電路(403)并接至(406);光伏電力輸入端(401)經(jīng)電控旁路開關(guān)(402)連接旁路電力線(405)并接直流電力輸出端口(406);充電管控及旁路控制電路(403)與總線及接口(404)相連。
專利摘要本實(shí)用新型屬于太陽能發(fā)電供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多母線戶用光伏發(fā)電供電系統(tǒng)。本實(shí)用新型為了有效控制蓄電池的充電和放電，將蓄電池分成兩組及以上，并且每組蓄電池均受控連接充電母線或放電母線，使每個(gè)蓄電池組能夠完整受控地執(zhí)行充、放電流程，使蓄電池能夠健康高效工作，大大延長了蓄電池的使用壽命；并且，本實(shí)用新型通過設(shè)立三條單方向供電的直流母線，還通過電管控模塊的電控旁路開關(guān)建立光伏電力直供直流負(fù)載的電力路徑，使充電(蓄電)、放電(供電)、用電三部分各行其道，每部分均可按設(shè)定的控制合運(yùn)行方式正常且受控運(yùn)行，使系統(tǒng)各部分均在合理、高效、安全的狀態(tài)下工作，大大提高了系統(tǒng)效率和系統(tǒng)可靠性，延長了蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02J7/35GK202840659SQ201220417819
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者周錫衛(wèi) 申請人:周錫衛(wèi)