一種光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于戶(hù)用儲(chǔ)能系統(tǒng)，具體涉及利用光伏陣列實(shí)現(xiàn)不向電網(wǎng)供電的供電控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)用比較普遍的家庭式綠色能源系統(tǒng)一般是光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要包括太陽(yáng)能光伏板、控制器、蓄電池、并網(wǎng)逆變器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般采用光伏陣列通過(guò)充電控接蓄電池，蓄電池接到逆變器，逆變器輸出端并網(wǎng)。
[0003]此種結(jié)構(gòu)所用機(jī)器過(guò)多，能量利用率偏低，工況簡(jiǎn)單，缺乏必要的有效的調(diào)度控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，其包括光伏組件、Boost升壓電路、Buck-Boost變換電路、蓄電池組、全橋逆變器電路、市電，所述光伏組件通過(guò)所述Boost升壓電路提供穩(wěn)定的直流母線;所述蓄電池組經(jīng)Buck-Boost變換電路掛接到直流母線上，完成蓄電池組的充放電控制;所述市電和負(fù)載經(jīng)全橋逆變電路掛接在直流母線上，完成負(fù)載的供電控制；
[0005]其還包括一Boost輸出電壓采樣單元，用于采樣所述Boost升壓電路的輸出母線的電壓信號(hào)UBoost ；
[0006]一充放電電壓采樣單元，用于采樣Buck-Boost變換電路的輸出充放電電壓信號(hào)UBuck；
[0007]—充電放電電流采樣單元，用于采樣Buck-Boost變換電路的輸出充電電流信號(hào)IBuck；
[0008]一逆變電流采樣單元，用于采樣全橋逆變電路的輸出電流信號(hào)IINV;
[0009]一第一電壓控制器，將母線電壓指令值U*Boostl與母線電壓采樣電路的輸出值UBoost取差值，經(jīng)第一PI控制器控制調(diào)節(jié)輸出Irefl;
[0010]一第二電壓控制器，將充放電電壓指令值U*Buck與充放電電壓采樣電路的輸出值UBuck取差值，經(jīng)第二 PI控制器控制調(diào)節(jié)輸出Iref2;
[0011]—限幅控制單元，根據(jù)第一電壓控制器輸出值Irefl與第二電壓控制器輸出值Iref2的大小設(shè)置所述限幅控制單元的輸出值I*Buck;
[0012]一充放電電流控制器，將限幅控制單元的輸出值I *Buck與充放電電流采樣電路輸出值IBuck取差值，經(jīng)第三PI控制器控制調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)占空比給PWM發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)Buck-Boost變換電路；
[0013]一第四電壓控制器，將母線電壓指令值U*Boost2與母線電壓采樣電路的輸出值UBoost取差值，經(jīng)第四PI控制器控制調(diào)節(jié)輸出I*boostl;
[0014]一并網(wǎng)不送電控制器，將逆變電流采樣電路輸出值IINV與并網(wǎng)電路電流采樣值電路輸出值I gr i d取差值，得到逆變電流限幅值I *boos 12;
[0015]一電流限幅單元，限定第四電壓控制器輸出值I*boostl不超過(guò)并網(wǎng)不送電控制器I*boost2，設(shè)置所述電流限幅單元的輸出值I*boost ；
[0016]一逆變電流控制器，將限幅控制單元的輸出值I*boost與鎖相環(huán)得到的正弦值相乘得到逆變電流指令值I * INV與逆變電流采樣電路輸出值IINV取差值，經(jīng)第五PI控制器控制調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)占空比給PWM發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)全橋逆變器電路。
[0017]較佳地，所述蓄電池通過(guò)雙向Buck-Boost變換電路工作在Buck模式或者Boost模式，完成蓄電池的充電或放電控制。
[0018]較佳地，當(dāng)光伏能量高于負(fù)載功率時(shí)，VBoost電壓升高，超過(guò)蓄電池充電指令電壓V*Boostl，此時(shí)所述全橋逆變電路啟動(dòng)蓄電池充電功能；當(dāng)光伏能量低于負(fù)載功率時(shí)，VBoost電壓下降，低于蓄電池的放電電壓V*Boost2，此時(shí)所述全橋逆變電路啟動(dòng)蓄電池的放電功能，保持直流母線電壓不下降；當(dāng)負(fù)載功率超過(guò)光伏能量與蓄電池的輸出功率和時(shí)，全橋逆變電路以最大功率輸出，其余能量由電網(wǎng)。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)具有以下效果:
[0021]可以使系統(tǒng)工作在:1)光伏供電、蓄電池充電運(yùn)行；2)光伏供電、輸出并網(wǎng)接負(fù)載運(yùn)行;3)光伏供電、蓄電池充放電輸出并網(wǎng)帶載運(yùn)行;4)蓄電池放電，并網(wǎng)帶載運(yùn)行。四種工況模式，采用適當(dāng)?shù)哪芰抗芾聿呗砸罁?jù)光伏組件輸出功率、蓄電池組S0C、負(fù)載情況合理切換系統(tǒng)工況，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。
[0022]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)電路示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的Boost升壓電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的Buck-Boost變換電路等效電路圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的全橋逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖5圖為本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)電路控制邏輯框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)供電系統(tǒng)，如圖1所示，其包括光伏組件1、Boost升壓電路2、Buck-Boost變換電路3、蓄電池組4、全橋逆變器電路5、市電6，所述光伏組件1通過(guò)所述Boost升壓電路2提供穩(wěn)定的直流母線;所述蓄電池組4經(jīng)Buck-Boost變換電路3掛接到直流母線上，完成蓄電池組的充放電控制;所述市電6和負(fù)載7經(jīng)全橋逆變電路5掛接在直流母線上，完成負(fù)載的供電控制；
[0031]其還包括
[0032]一 Boost輸出電壓采樣單元，用于采樣所述Boost升壓電路的輸出母線的電壓信號(hào)
UBoost;
[0033]一充放電電壓采樣單元，用于采樣Buck-Boost變換電路的輸出充放電電壓信號(hào)
UBuck ；
[0034]—充電放電電流采樣單元，用于采樣Buck-Boost變換電路的輸出充電電流信號(hào)
IBuck;
[0035]一逆變電流采樣單元，用于采樣全橋逆變電路的輸出電流信號(hào)IINV;
[0036]一第一電壓控制器，將母線電壓指令值1]抑。。^與母線電壓采樣電路的輸出值UB_t取差值，經(jīng)第一 PI控制器PI_1控制調(diào)節(jié)輸出Irefl;
[0037 ] 一第二電壓控制器，將充放電電壓指令值U*Buck與充放電電壓采樣電路的輸出值UBuck取差值，經(jīng)第二 PI控制器PI_2控制調(diào)節(jié)輸出Iref2 ；
[OO38]—限幅控制單兀，根據(jù)第一電壓控制器輸出值Irefl與第二電壓控制器輸出值Iref2的大小設(shè)置所述限幅控制單元的輸出值
[0039 ] 一充放電電流控制器，將限幅控制單元的輸出值I *BUck與充放電電流采樣電路輸出值IBuck取差值，經(jīng)第三PI控制器PI_3控制調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)占空比給PWM發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)Buck-Boost變換電路；
[0040]—第四電壓控制器，將母線電壓指令值U*Bciclst2與母線電壓采樣電路的輸出值UB_t取差值，經(jīng)第四PI控制器P 1_4控制調(diào)節(jié)輸出I *boosti ；
[0041]一并網(wǎng)不送電控制器，將逆變電流采樣電路輸出值IINV與并網(wǎng)電路電流采樣值電路輸出值Igrid取差值，得到逆變電流限幅值1外。_2;
[0042]—電流限幅單元，限定第四電壓控制器輸出值I*bcicistl不超過(guò)并網(wǎng)不送電控制器I*booSt2，設(shè)置所述電流限幅單元的輸出值I*b—t;
[0043]—逆變電流控制器，將限幅控制單元的輸出值I*b_t與鎖相環(huán)得到的正弦值相乘得到逆變電流指令值I*INV與逆變電流采樣電路輸出值Iinv取差值，經(jīng)第五PI控制器PI_5控制調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)占空比給PWM發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)全橋逆變器電路。
[0044]當(dāng)光伏能量高于負(fù)載功率時(shí)，VBoost電壓升高，超過(guò)蓄電池充電指令電壓V*Boostl，此時(shí)所述全橋逆變電路5啟動(dòng)蓄電池充電功能；當(dāng)光伏能量低于負(fù)載功率時(shí)，VBoo st電壓下降，低于蓄電池的放電電壓V*Boos12，此時(shí)所述全橋逆變電路5啟動(dòng)蓄電池的放電功能，保持直流母線電壓不下降；當(dāng)負(fù)載功率超過(guò)光伏能量與蓄電池的輸出功率和時(shí)，全橋逆變電路5以最大功率輸出，其余能量由電網(wǎng)。
[0045]本實(shí)施例提供的Boost升壓電路2主要包括:一個(gè)電感L2、開(kāi)關(guān)管S3和二極管D1，電感L2和二極管串聯(lián)后接在直流母線上。Boost升壓電路2工作原理為:光伏組件3相當(dāng)于電壓源Upv，直流母線后面的部分電路等效為電阻負(fù)載R，因此光伏側(cè)Boost升壓電路2等效電路圖如圖2所示。該部分電路主要完成MPPT功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏能量最大程度的利用。
[0046]Bu