小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電氣工程光伏逆變及儲(chǔ)能領(lǐng)域，具體說是小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電技術(shù)作為一種綠色能源技術(shù)，前景非常廣闊?，F(xiàn)有的家用光伏系統(tǒng)設(shè)備，多數(shù)是將光伏逆變器和儲(chǔ)能設(shè)備分開，通過光伏逆變器轉(zhuǎn)化電能，通過充電器給儲(chǔ)能設(shè)備(蓄電池)充電。
[0003]如圖1所示，為SunFine公司的光伏產(chǎn)品，包括:
[0004]光伏陣列或是直流輸入1，作為電源，
[0005]輸入端設(shè)有EMI (電磁干擾，Electro Magnetic Interference)濾波電路2，與光伏陣列或是直流輸入I相連，用于減小電磁干擾，
[0006]EMI濾波電路2輸出至Boost電路3，Boost電路3的作用是將輸入的直流電升高到DC/AC電路逆變所需的直流電壓，和實(shí)現(xiàn)MPPT (最大功率追蹤，Maximum Power PointTrack)，
[0007]Buck降壓電路4并聯(lián)在EMI濾波電路2和Boost電路3之間，作用是將輸入的直流電壓降低到電池5所需的充電電壓，然后給電池5充電，
[0008]電池5通過串接二極管與Boost電路3相接，即只能從電池向Boost電路放電，
[0009]直流母線電容6，與Boost電路3并聯(lián)，由于DC/DC和DC/AC兩級(jí)電路相連，會(huì)在直流母線上產(chǎn)生2倍輸出頻率的脈動(dòng)，直流母線電容6被用來減小電壓脈動(dòng)的影響，支撐母線電壓，
[0010]逆變電路7，與Boost電路3并聯(lián)，SunFine公司并沒有具體說明采用什么電路，一般是采用全橋電路來實(shí)現(xiàn)逆變，通過SPffM(正弦脈寬調(diào)制，Sinusoidal Pulse-WidthModulat1n)將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，
[0011]由于通過逆變電路7轉(zhuǎn)換的輸出是高頻(開關(guān)頻率)的交流電，需要通過濾波電路8來濾波，將高頻濾除，從而得到50Hz/220V的工頻交流電，
[0012]濾波電路8的輸出供交流負(fù)載9或電網(wǎng)10，二者之間通過開關(guān)或繼電器進(jìn)行切換。
[0013]SunFine公司的這種技術(shù)方案存在以下缺點(diǎn):
[0014]電池5通常為蓄電池，由于其是接在Buck降壓電路4后，Boost電路3前，所以要使蓄電池的電壓能通過Boost電路升壓以達(dá)到逆變所需的母線電壓400-600V，所需要串聯(lián)的蓄電池會(huì)很多，要不然占空比(Boost電路中開關(guān)器件的占空比)會(huì)很極限，而實(shí)際家用的話4-6個(gè)蓄電池，就已經(jīng)夠多了，蓄電池?cái)?shù)量再增多，對(duì)家用設(shè)備而言，會(huì)造成成本的增加。而圖1所示方案在充電方面，主要是針對(duì)十幾節(jié)電池考慮的。
[0015]由于該電路如此拓?fù)涞倪x擇，只能有一路輸入，一路最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)，在最大功率點(diǎn)追蹤的精確程度上，會(huì)比兩路Boost電路并聯(lián)要差，且在Boost電路部分的散熱要求會(huì)更高。
[0016]少數(shù)的光伏逆變一體機(jī)，其中只有充電功能，不支持蓄電池反向放電以產(chǎn)生220V。而且大多數(shù)光伏逆變一體機(jī)只有離網(wǎng)工作模式，針對(duì)的是偏遠(yuǎn)、沒有電網(wǎng)的地區(qū)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端，將光伏逆變器和雙向儲(chǔ)能設(shè)備集成一體化，形成整機(jī)，不僅節(jié)約成本，而且設(shè)備體積小、重量更輕，輕巧便捷，更適用于家庭。
[0018]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0019]小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端，其特征在于，包括:主功率電路1，控制電路2，輔助電源3，
[0020]所述主功率電路I包括:
[0021]前級(jí)升壓電路7，采用雙Boost并聯(lián)電路，
[0022]每路Boost電路前設(shè)置EMI濾波器6，
[0023]雙向儲(chǔ)能電路10，連接在直流母線上，一個(gè)Boost電路經(jīng)過其連接至蓄電池11，實(shí)現(xiàn)蓄電池的充放電，
[0024]另一個(gè)Boost電路并聯(lián)一直流母線電容8后與DC/AC逆變電路9連接，
[0025]交流LC濾波電路12，與DC/AC逆變電路9連接，
[0026]交流LC濾波電路12對(duì)外分作兩路輸出接口電路，其中:
[0027]離網(wǎng)輸出電路13，與交流LC濾波電路12連接，其輸出接交流負(fù)載15，
[0028]并網(wǎng)輸出電路14，與交流LC濾波電路12連接，其輸出接電網(wǎng)16，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，
[0029]控制電路2用于在并網(wǎng)工作模式下時(shí)，在網(wǎng)側(cè)電壓過零時(shí)，發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以保證出并網(wǎng)時(shí)輸出和網(wǎng)測(cè)同相位，
[0030]輔助電源3為主功率電路1、控制電路2中的用電器件供應(yīng)電能。
[0031]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，雙Boost并聯(lián)電路中，每路Boost電路同時(shí)工作，或單獨(dú)工作，每路Boost電路的工作原理相同。
[0032]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，EMI濾波器6分別通過一個(gè)斷路器5連接光伏組件4。
[0033]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，蓄電池11為額定電池電壓48V的鉛酸電池或鋰電池。
[0034]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，直流母線電容8采用電解電容。
[0035]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，離網(wǎng)輸出電路13由輸出繼電器、安規(guī)電容構(gòu)成。
[0036]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，并網(wǎng)輸出電路14由輸出繼電器和EMI濾波器構(gòu)成，且并網(wǎng)輸出電路輸出端設(shè)有用于增強(qiáng)共模阻抗的共模濾波電感。
[0037]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，電網(wǎng)16與交流負(fù)載15通過開關(guān)切換供電模式。
[0038]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述控制電路2包括:
[0039]采樣電路19，用于采集功率回路中的輸出電壓電流、輸入電壓電流、直流母線電壓、儲(chǔ)能電路充放電電壓電流，
[0040]過零比較電路18，用于在并網(wǎng)工作模式下檢測(cè)網(wǎng)側(cè)電壓，在網(wǎng)側(cè)電壓過零時(shí)，控制電路2通過過零比較電路18發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以保證出并網(wǎng)時(shí)輸出和網(wǎng)測(cè)同相位，
[0041]保護(hù)電路17，為硬件保護(hù)電路，針對(duì)采樣所得，通過硬件電路直接保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)的快速性，
[0042]DSP控制平臺(tái)20，接收采樣電路19、過零比較電路18、保護(hù)電路17的信息，對(duì)采樣電路19采集的信息進(jìn)行比較計(jì)算，進(jìn)行閉環(huán)控制、軟件保護(hù)和數(shù)據(jù)顯示，
[0043]DSP控制平臺(tái)20經(jīng)由相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換電路23，對(duì)外提供I/O信息24、驅(qū)動(dòng)控制25、功率放大26，
[0044]DSP控制平臺(tái)20通過通信電路21實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或顯示單元22之間的通信。
[0045]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，I/O信息24用于通過I/O 口傳遞故障、保護(hù)狀態(tài)信號(hào)，
[0046]驅(qū)動(dòng)控制25為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，供開關(guān)管使用，
[0047]功率放大26為功率放大電路，用于將DSP控制平臺(tái)20輸出的微功率信號(hào)放大到實(shí)際應(yīng)用所需的功率。
[0048]本實(shí)用新型所述的小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端，將光伏逆變器和雙向儲(chǔ)能設(shè)備集成一體化，形成整機(jī)，不僅節(jié)約成本，而且設(shè)備體積小、重量更輕，輕巧便捷，更適用于家庭。
[0049]本實(shí)用新型所述的小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端，既有光伏逆變器的功能，可以從光伏電池板中轉(zhuǎn)化電能，也有雙向儲(chǔ)能電路的功能，可以給蓄電池充電，蓄電池額定48V，也可以由蓄電池放電供給該機(jī)器以保證輸出220V不斷電。
[0050]本實(shí)用新型所述的小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端，可以離、并網(wǎng)雙模式工作。在沒有電網(wǎng)的地區(qū)，工作于離網(wǎng)模式，白天有逆變器供給電能，晚上有蓄電池供給電能。在有電網(wǎng)的地區(qū)，在電能充足的情況下，可以由該設(shè)備向電網(wǎng)供給電能，以產(chǎn)生相應(yīng)的利益，在電能不足的情況下，也可以由電網(wǎng)供電，以保證電能的不間斷供應(yīng)。
【附圖說明】
[0051]本實(shí)用新型有如下附圖:
[0052]圖1現(xiàn)有技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)圖，
[0053]圖2本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0055]如圖2所示，本實(shí)用新型所述的小功率家用光伏發(fā)電儲(chǔ)能一體終端，包括:主功率電路I，控制電路2，輔助電源3，
[0056]所述主功率電路I包括:
[0057]前級(jí)升壓電路7，采用雙Boost并聯(lián)電路，每路Boost電路可以同時(shí)工作，也可以單獨(dú)工作，每路Boost電路的工作原理相同；|B00st并聯(lián)電路的設(shè)計(jì)方便輸入光伏組件的配置，兩路Boost也可以實(shí)現(xiàn)兩路MPPT，從而實(shí)現(xiàn)MPPT效率的提高；另外，一路光伏組件也可以同時(shí)使用兩路Boost電路，這樣可以降低每路Boost電路的電流密度，減小輸出紋波；
[0058]每路Boost電路前設(shè)置EMI濾波器6，作用是濾除線路上的電磁干擾，
[0059]雙向儲(chǔ)能電路10，連接在直流母線上，一個(gè)Boost電路經(jīng)過其連接至蓄電池11，實(shí)現(xiàn)蓄電池的充放電，即:把直流母線電壓降至合適電壓向蓄電池充電，把蓄電池的電壓升至直流母線電壓，以供逆變等電路使用，雙向儲(chǔ)能電路10采用雙向DC/DC全橋電路，
[0060]DC/AC逆變電路9，另一個(gè)Boost電路并聯(lián)一直流母線電容8后與DC/AC逆變電路9連接，DC/AC逆變電路9采用單相橋式逆變電路，優(yōu)選為單相非隔離橋式逆變電路，
[0061]設(shè)置直流母線電容8是由于DC/DC和DC/AC兩級(jí)電路相連，會(huì)在直流母線上產(chǎn)生2倍輸出頻率的脈動(dòng)，直流母線電容8被用來減小電壓脈動(dòng)的影響，支撐母線電壓