專利名稱：具有并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及ups功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是兼具并網(wǎng)
發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是最近幾年興起來(lái)的新技術(shù)，與傳統(tǒng)煤電、油 電相比具有環(huán)保、無(wú)能源消耗、可重復(fù)利用等諸多優(yōu)點(diǎn)，是今后實(shí)現(xiàn) 能源戰(zhàn)略的發(fā)展的重點(diǎn)。在國(guó)外已經(jīng)有很多國(guó)家實(shí)行屋頂光伏計(jì)劃。 由于屋頂光伏發(fā)電不受地域限制、不占用耕地面積，而且可以在城市 中使用與大電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，因此具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。隨著光伏 發(fā)電成本的逐漸降低，屋頂光伏發(fā)電必將成為光伏發(fā)電的主流。實(shí)現(xiàn) 成本較低是今后光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展方向。
目前市面上出現(xiàn)得比較多的是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，或者是只具有 獨(dú)立發(fā)電的光伏發(fā)電系統(tǒng)，前者當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，就不能與電網(wǎng)并網(wǎng)，
發(fā)電受電網(wǎng)限制較大；后者是當(dāng)長(zhǎng)期出現(xiàn)陰雨天時(shí)，就不能及時(shí)輸出
電能，嚴(yán)重情況下還有可能損壞儲(chǔ)能裝置中的蓄電池。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS功
能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是在屋頂光伏發(fā)電中使用的家用光伏發(fā)電系統(tǒng)，首先可以利用太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電，賣電給電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)營(yíng)利；當(dāng)電網(wǎng)出
現(xiàn)故障或停電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立模式的發(fā)電，以滿足家庭用電需要；最
后，可以實(shí)現(xiàn)家庭負(fù)載的不間斷供電，從而提高家庭供電的質(zhì)量。
一種具有并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要 包括太陽(yáng)能電池陣列、DC/DC隔離變換及控制裝置、最大功率點(diǎn)控制 模塊、儲(chǔ)能裝置、電池充放電控制模塊、并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及 控制模塊、輔助電源和通信及顯示裝置，其中
該太陽(yáng)能電池陣列由光伏電池組件通過(guò)一定的電氣連接方式組 成，將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)最大功率點(diǎn)控制模塊來(lái)跟蹤光 伏電池的最大功率點(diǎn)，使光伏電池處于最大功率輸出狀態(tài)，并將太陽(yáng)
能電池陣列產(chǎn)生的直流電壓直接輸出給DC/DC隔離變換及控制裝置 和輔助電源；
該DC/DC隔離變換及控制裝置接收太陽(yáng)能電池陣列產(chǎn)生的直流 電壓，經(jīng)過(guò)隔離變換成恒定的直流電壓輸出給并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn) 換及控制模塊和儲(chǔ)能裝置；
該儲(chǔ)能裝置主要用于儲(chǔ)存太陽(yáng)光伏電能，在UPS工作模式中用于 儲(chǔ)存交流電能；
該電池充放電控制模塊連接于儲(chǔ)能裝置，并根據(jù)不同的工作狀態(tài) 對(duì)該儲(chǔ)能裝置進(jìn)行不同的充放電控制；
該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊主要完成并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立 發(fā)電、不間斷電源三種功能的轉(zhuǎn)換以及自動(dòng)轉(zhuǎn)換條件的判斷；
該輔助電源主要將光伏電能和電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成各控制部分所 需要的各種低壓控制電源；
通信及顯示裝置用于顯示各種工作狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，及完成各種數(shù)據(jù)的通信。
所述的并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊，主要包括IGBT全 橋逆變電路、整流逆變模式選擇模塊、輸出開關(guān)、停電孤島檢測(cè)模塊 和并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊；其中并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能 選擇判斷切換模塊通過(guò)停電孤島檢測(cè)模塊完成電網(wǎng)停電狀態(tài)以及并
網(wǎng)狀態(tài)下的孤島檢測(cè)，以判斷是否需要進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換；
出現(xiàn)停電情況下，該停電孤島檢測(cè)模塊輸出信號(hào)給并網(wǎng)/獨(dú)立 AJPS功能選擇判斷切換模塊，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模 塊控制斷開輸出開關(guān)并通知整流逆變模式選擇模塊輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，使IGBT全橋逆變電路處于獨(dú)立發(fā)電的逆變模式，以光伏電能 為本地負(fù)載供電；
若電網(wǎng)未停電，則在光伏電能正常的情形下進(jìn)入并網(wǎng)發(fā)電工作模 式，由并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊控制合上輸出開關(guān)，并 檢測(cè)儲(chǔ)能裝置是否處于充滿狀態(tài)，若是則通過(guò)整流逆變模式選擇模塊 輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使IGBT全橋逆變電路處于電流源模式，將太陽(yáng)光伏 電能輸入電網(wǎng)，否則通過(guò)整流逆變模式選擇模塊輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使 IGBT全橋逆變電路處于充電模式，先滿足儲(chǔ)能裝置充電需求；
若電網(wǎng)未停電且光伏電能非正常，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判 斷切換模塊檢測(cè)到儲(chǔ)能裝置電能不足時(shí)，通過(guò)整流逆變模式選擇模塊 輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使IGBT全橋逆變電路處于高頻整流模式，從電網(wǎng)吸 收電能為儲(chǔ)能裝置提供充電電能；若儲(chǔ)能裝置處于充足狀態(tài)，則進(jìn)入 UPS工作模式中，通過(guò)停電孤島檢測(cè)模塊時(shí)刻檢測(cè)電網(wǎng)是否停電，以 便并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊能控制整流逆變模式選擇模 塊輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使IGBT全橋逆變電路處于電壓源模式，為本地負(fù)載提供電能。
所述的出現(xiàn)停電情況下，若該光伏電能大于本地負(fù)載的功率，則 光伏電能為儲(chǔ)能裝置充電同時(shí)為本地負(fù)載供電，否則，光伏電能與儲(chǔ) 能裝置同時(shí)為本地負(fù)載供電。
采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案后，可以在不增加系統(tǒng)成本的情況下
實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電和UPS不間斷電源三種功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
而這三種功能可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)配合、自動(dòng)選擇和智能檢測(cè)，能夠 最大限度的使用太陽(yáng)能發(fā)電，最大限度的保證居民的供電質(zhì)量。本實(shí) 用新型能很好地解決晚間無(wú)太陽(yáng)能的供電、電網(wǎng)停電時(shí)的供電、長(zhǎng)期 陰雨天時(shí)的供電等一系列供電問(wèn)題，將會(huì)成為光伏發(fā)電的主流產(chǎn)品。
圖1為本實(shí)用新型中各部件組成的連接關(guān)系圖2為本實(shí)用新型并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊中IGBT
全橋逆變電路連接圖3為本實(shí)用新型IGBT全橋逆變電路工作于電壓、電流源模式
的電路組成圖4為本實(shí)用新型IGBT全橋逆變電路工作于整流(充電)模式 的電路組成圖5為本實(shí)用新型掉電瞬時(shí)檢測(cè)執(zhí)行流程圖及圖解分析； 圖6為本實(shí)用新型并網(wǎng)、獨(dú)立、UPS工作模式判斷選擇流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型一種具有并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS功
7能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要包括太陽(yáng)能電池陣列1、 DC/DC隔離變換及
控制裝置2、最大功率點(diǎn)(MPPT)控制模塊3、儲(chǔ)能裝置(蓄電池)4、 電池充放電控制模塊5、并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊6、輔 助電源9和通信及顯示裝置10組成。其中
太陽(yáng)能電池陣列1:由光伏電池組件通過(guò)一定的電氣連接方式組
成，將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)換成電能，并將太陽(yáng)能電池陣列l(wèi)產(chǎn)生的直流
電壓直接輸出給DC/DC隔離變換及控制裝置2和輔助電源9;
DC/DC隔離變換及控制裝置2:接收太陽(yáng)能電池陣列1產(chǎn)生的直 流電壓，經(jīng)過(guò)隔離變換成恒定的直流電壓輸出給并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能
轉(zhuǎn)換及控制模塊6和儲(chǔ)能裝置(蓄電池)4;
最大功率點(diǎn)控制模塊3:由于光照的強(qiáng)度及太陽(yáng)能電池的特性不
同，光伏電池的最大功率點(diǎn)會(huì)有所不同，該部分采用擾動(dòng)觀測(cè)法來(lái)跟
蹤光伏電池的最大功率點(diǎn)，使光伏電池處于最大功率輸出狀態(tài)；
儲(chǔ)能裝置(蓄電池)4:主要用于儲(chǔ)存太陽(yáng)光伏電能，在UPS工
作模式中用于儲(chǔ)存交流電能；
電池充放電控制模塊5:連接于儲(chǔ)能裝置4，根據(jù)本實(shí)用新型不
同的工作狀態(tài)對(duì)該儲(chǔ)能裝置4進(jìn)行不同的充放電控制。
并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊5:為本實(shí)用新型的核心部
分，該部分主要完成并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電、不間斷電源三種功能的轉(zhuǎn)
換以及自動(dòng)轉(zhuǎn)換條件的判斷
當(dāng)電網(wǎng)有電、在有太陽(yáng)白天此狀態(tài)下并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換
及控制模塊5檢測(cè)儲(chǔ)能裝置4是否處于充滿狀態(tài)，若是則直將太陽(yáng)光 伏電能最大程度地輸入電網(wǎng)8，達(dá)到并網(wǎng)發(fā)電的目的，否則先滿足儲(chǔ)
能裝置4充電需求；當(dāng)電網(wǎng)有電、"有太陽(yáng)晚上"此時(shí)由于當(dāng)天白天是晴天，因此儲(chǔ) 能裝置4肯定是處于充足狀態(tài)，因此本實(shí)用新型處于UPS模式中，當(dāng)
電網(wǎng)8突然停電時(shí)，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊5能在 10mS以內(nèi)啟動(dòng)電壓源模式，為本地負(fù)載7提供電能；
當(dāng)電網(wǎng)無(wú)電、有太陽(yáng)白天此時(shí)由于電網(wǎng)8停電或沒(méi)有電網(wǎng)8存
在，此時(shí)的光伏電能在滿足本地負(fù)載7供電需求的情況下，最大限度 地為儲(chǔ)能裝置4提供充電電能，直至儲(chǔ)能裝置4充滿為止。
當(dāng)電網(wǎng)無(wú)電、"有太陽(yáng)晚上"由于當(dāng)天白天是晴天，因此儲(chǔ)能裝
置4肯定是處于充足狀態(tài)，此時(shí)由儲(chǔ)能裝置4為本地負(fù)載7提供電能。
當(dāng)電網(wǎng)有電、長(zhǎng)期陰雨天這時(shí)由于長(zhǎng)期處于陰雨天，因此儲(chǔ)能
裝置4得不到充電電能，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊5檢 測(cè)到儲(chǔ)能裝置4電能不足時(shí)，立即啟動(dòng)高頻整流電路，從電網(wǎng)8吸收 電能為儲(chǔ)能裝置4提供充電電能，防止儲(chǔ)能裝置4長(zhǎng)期處于欠充狀態(tài) 而損壞；
當(dāng)電網(wǎng)時(shí)有時(shí)無(wú)、長(zhǎng)期陰雨天此時(shí)本實(shí)用新型處于UPS模式中， 當(dāng)電網(wǎng)8有電時(shí)為儲(chǔ)能裝置4充電，當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS 功能轉(zhuǎn)換及控制模塊5能在10mS以內(nèi)啟動(dòng)電壓源模式，為本地負(fù)載 7提供電能，從而保障本地負(fù)載7不受停電影響。
輔助電源9:主要將光伏電能和電網(wǎng)8的電能轉(zhuǎn)換成各控制部分 所需要的各種低壓控制電源(包括驅(qū)動(dòng)電源\控制電源\通信電源)。
通信及顯示裝置10:用于顯示本實(shí)用新型的工作狀態(tài)及運(yùn)行參 數(shù)，及各種數(shù)據(jù)的通信。
如圖1所示，虛線框內(nèi)為該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊 5的控制框圖，其包括IGBT全橋逆變電路201，整流逆變模式選擇模
9塊202、輸出開關(guān)203、停電孤島檢測(cè)模塊204、并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能 選擇判斷切換模塊205、電壓源穩(wěn)壓控制模塊206、程序選擇控制模 塊207、電網(wǎng)充電限流穩(wěn)壓控制模塊208、并網(wǎng)電流源控制模塊209 和驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生及控制模塊210。
其中IGBT全橋逆變電路201如圖2所示。
在本實(shí)用新型中，最大功率點(diǎn)控制模塊3跟蹤太陽(yáng)能電池陣列1 的最大功率點(diǎn)，使太陽(yáng)能電池陣列l(wèi)處于最大功率輸出狀態(tài)；該太陽(yáng) 能電池陣列1輸出光伏電能給DC/DC隔離變換及控制裝置2，經(jīng)過(guò)隔 離變換成恒定的直流電壓輸出給并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊 6和儲(chǔ)能裝置(蓄電池)4;該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊6 中的整流逆變模式選擇模塊202判斷當(dāng)前是否為電壓或電流源模式， 若是，則控制IGBT全橋逆變電路201按逆變?nèi)珮騿螛O倍頻工作方式 工作(電路組成見圖3);若否，則將Q1Q3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)楹愕颓?Q2二Q4，這樣就可以將IGBT全橋電路201變成高頻整流充電電路，如 圖4所示。
該輸出開關(guān)203為本實(shí)用新型輸出電能給電網(wǎng)8的開關(guān)，本實(shí)用 新型使用繼電器來(lái)完成開關(guān)功能，該繼電器受并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選 擇判斷切換模塊205的輸出狀態(tài)控制，由于繼電器的關(guān)斷不受正弦過(guò) 零的影響，因此可以獲得較快的轉(zhuǎn)換速度。
該停電孤島檢測(cè)模塊204主要完成電網(wǎng)8停電狀態(tài)以及并網(wǎng)狀態(tài) 下的孤島檢測(cè)功能，輸出信號(hào)給并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模 塊205，以判斷是否需要進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換。停電檢測(cè)功能在本實(shí)用新型 中采用了瞬時(shí)比較的檢測(cè)方式來(lái)進(jìn)行判斷電網(wǎng)停電，因此可以實(shí)現(xiàn)很 快的檢測(cè)速度，具體檢測(cè)方法如圖5所示，出現(xiàn)停電情況下，該停電孤島檢測(cè)模塊204輸出信號(hào)給并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊
205，由其控制斷開輸出開關(guān)203并通知整流逆變模式選擇模塊202 輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使IGBT全橋逆變電路201處于獨(dú)立發(fā)電的逆
變模式。
并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊205可通過(guò)判斷，進(jìn)行并 網(wǎng)/獨(dú)立/UPS三種工作模式之間的自動(dòng)切換，其執(zhí)行流程如圖6所示
首先，并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊205通過(guò)停電孤島 檢測(cè)模塊204輸出的信號(hào)判斷電網(wǎng)8是否停電？是否產(chǎn)生孤島效應(yīng)？ 若電網(wǎng)8已停電，則再判斷儲(chǔ)能裝置4是否正常，若是，則直接進(jìn)入 獨(dú)立發(fā)電的工作模式并關(guān)斷輸出開關(guān)203;若儲(chǔ)能裝置4處于非正常 狀態(tài)，則檢查光伏電能是否正常，若不正常則關(guān)機(jī)，否則進(jìn)入獨(dú)立發(fā) 電的工作模式并關(guān)斷輸出開關(guān)203;若光伏電能非正常，則進(jìn)行獨(dú)立
發(fā)電工作模式的儲(chǔ)能裝置4放電；若光伏電能正常，則在該光伏電能
大于本地負(fù)載7功率的情形下，光伏電能為儲(chǔ)能裝置4充電同時(shí)為本 地負(fù)載7供電，否則，光伏電能與儲(chǔ)能裝置4同時(shí)為本地負(fù)載7供電； 若電網(wǎng)8未停電，則在光伏電能正常的情形下進(jìn)入并網(wǎng)發(fā)電工作 模式并合上輸出開關(guān)203，并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊5檢 測(cè)儲(chǔ)能裝置4是否處于充滿狀態(tài)，若是則直接將太陽(yáng)光伏電能最大程 度地輸入電網(wǎng)8，達(dá)到并網(wǎng)發(fā)電的目的，否則先滿足儲(chǔ)能裝置4充電 需求。
若電網(wǎng)8未停電且光伏電能非正常，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換 及控制模塊5檢測(cè)到儲(chǔ)能裝置4電能不足時(shí)，立即啟動(dòng)高頻整流電路， 從電網(wǎng)8吸收電能為儲(chǔ)能裝置4提供充電電能，防止儲(chǔ)能裝置4長(zhǎng)期 處于欠充狀態(tài)而損壞；若儲(chǔ)能裝置4處于充足狀態(tài)，則進(jìn)入U(xiǎn)PS工作模式中，時(shí)刻檢測(cè)電網(wǎng)8是否停電，以便并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及
控制模塊5能在10mS以內(nèi)啟動(dòng)電壓源模式，為本地負(fù)載7提供電能。 該程序選擇控制模塊207根據(jù)并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換
模塊205選擇的工作模式，選擇相應(yīng)的電壓源穩(wěn)壓控制模塊206、電
網(wǎng)充電限流穩(wěn)壓控制模塊208或并網(wǎng)電流源控制模塊209。
該電壓源穩(wěn)壓控制模塊206是在獨(dú)立發(fā)電工作模式下進(jìn)行穩(wěn)壓控制。
該電網(wǎng)充電限流穩(wěn)壓控制模塊208是在UPS工作模式下，完成電 網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能裝置4的充電管理及功能。
該并網(wǎng)電流源控制模塊209對(duì)并網(wǎng)工作模式下進(jìn)行電流源控制。 該驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生及控制模塊210主要產(chǎn)生逆變、整流狀態(tài)下的驅(qū)
動(dòng)信號(hào)。
本實(shí)用新型釆用軟件判斷及控制手段，在不增加任何硬件成本的 情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電、不間斷電源(UPS)三種功
能，而且這三種功能能夠自動(dòng)根據(jù)工作環(huán)境條件以及電網(wǎng)條件的不同 自動(dòng)工作于某一最佳狀態(tài)，從而減少了用戶對(duì)該設(shè)備的維護(hù)量。同時(shí) 起到三種功能的作用，使光伏電能發(fā)揮得淋漓盡致，為用戶的供電提 供有力的保障。
本實(shí)用新型與傳統(tǒng)單一的并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS不間斷電源
相比，具有更多的使用靈活性，為今后光伏行業(yè)的發(fā)展提供了更為廣 闊的使用空間。如下表所示為常規(guī)的光伏逆變器與本實(shí)用新型相比 較，可明顯看出本實(shí)用新型結(jié)合了三種功能優(yōu)點(diǎn)，在各種條件下均能 發(fā)揮最大作用。
12使用環(huán)境條件常規(guī)逆變器本實(shí)用新型
并網(wǎng)發(fā)電 逆變器獨(dú)立發(fā)電 逆變器UPS不間斷 電源電網(wǎng)有電、有太陽(yáng)白天〇〇參
電網(wǎng)有電、"有太陽(yáng)晚上"〇〇〇參
電網(wǎng)無(wú)電、有太陽(yáng)白天〇參〇攀
電網(wǎng)無(wú)電、"有太陽(yáng)晚上"〇參〇參
電網(wǎng)有電、長(zhǎng)期陰雨天〇〇參
電網(wǎng)時(shí)有時(shí)無(wú)、長(zhǎng)期陰雨天〇〇
說(shuō)明
1. 含實(shí)心黑圈的項(xiàng)表示能夠在此條件下工作，含空心黑圈的項(xiàng)表示不能在此 條件下工作；
2. "有太陽(yáng)晚上"是指當(dāng)天晚對(duì)應(yīng)的當(dāng)天白天是晴天；
3. 長(zhǎng)期陰雨天是指，處于陰雨天的時(shí)間大于7天；
4. 電網(wǎng)無(wú)電，也指沒(méi)有電網(wǎng)的區(qū)域；
1權(quán)利要求1、一種具有并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于主要包括太陽(yáng)能電池陣列、DC/DC隔離變換及控制裝置、最大功率點(diǎn)控制模塊、儲(chǔ)能裝置、電池充放電控制模塊、并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊、輔助電源和通信及顯示裝置，其中該太陽(yáng)能電池陣列由光伏電池組件通過(guò)一定的電氣連接方式組成，將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)最大功率點(diǎn)控制模塊來(lái)跟蹤光伏電池的最大功率點(diǎn)，使光伏電池處于最大功率輸出狀態(tài)，并將太陽(yáng)能電池陣列產(chǎn)生的直流電壓直接輸出給DC/DC隔離變換及控制裝置和輔助電源；該DC/DC隔離變換及控制裝置接收太陽(yáng)能電池陣列產(chǎn)生的直流電壓，經(jīng)過(guò)隔離變換成恒定的直流電壓輸出給并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊和儲(chǔ)能裝置；該儲(chǔ)能裝置主要用于儲(chǔ)存太陽(yáng)光伏電能，在UPS工作模式中用于儲(chǔ)存交流電能；該電池充放電控制模塊連接于儲(chǔ)能裝置，并根據(jù)不同的工作狀態(tài)對(duì)該儲(chǔ)能裝置進(jìn)行不同的充放電控制；該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊主要完成并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電、不間斷電源三種功能的轉(zhuǎn)換以及自動(dòng)轉(zhuǎn)換條件的判斷；該輔助電源主要將光伏電能和電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成各控制部分所需要的各種低壓控制電源；通信及顯示裝置用于顯示各種工作狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，及完成各種數(shù)據(jù)的通信。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊，主要包括IGBT全橋逆變電路、整流逆變模式選擇模塊、輸 出開關(guān)、停電孤島檢測(cè)模塊和并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊; 其中并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊通過(guò)停電孤島檢測(cè)模塊完 成電網(wǎng)停電狀態(tài)以及并網(wǎng)狀態(tài)下的孤島檢測(cè)，以判斷是否需要進(jìn)行功 能轉(zhuǎn)換；出現(xiàn)停電情況下，該停電孤島檢測(cè)模塊輸出信號(hào)給并網(wǎng)/獨(dú)立 /UPS功能選擇判斷切換模塊，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模 塊控制斷開輸出開關(guān)并通知整流逆變模式選擇模塊輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng) 信號(hào)，使IGBT全橋逆變電路處于獨(dú)立發(fā)電的逆變模式；若電網(wǎng)未停電，由并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判斷切換模塊控制合 上輸出開關(guān)，并檢測(cè)儲(chǔ)能裝置是否處于充滿狀態(tài)；若電網(wǎng)未停電且光伏電能非正常，該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能選擇判 斷切換模塊檢測(cè)到儲(chǔ)能裝置電能是否充足。
專利摘要本實(shí)用新型一種具有并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電及UPS功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要包括太陽(yáng)能電池陣列、DC/DC隔離變換及控制裝置、最大功率點(diǎn)控制模塊、儲(chǔ)能裝置、電池充放電控制模塊、并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊、輔助電源和通信及顯示裝置，其中該并網(wǎng)/獨(dú)立/UPS功能轉(zhuǎn)換及控制模塊主要完成并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電、不間斷電源三種功能的轉(zhuǎn)換以及自動(dòng)轉(zhuǎn)換條件的判斷；由于采用軟件判斷及控制手段，在不增加任何硬件成本的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電、獨(dú)立發(fā)電、UPS三種功能，而且這三種功能能夠自動(dòng)根據(jù)工作環(huán)境條件以及電網(wǎng)條件的不同自動(dòng)工作于某一最佳狀態(tài)，從而減少了用戶對(duì)該設(shè)備的維護(hù)量，使光伏電能發(fā)揮得淋漓盡致，為用戶的供電提供有力的保障。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201263091SQ20082004786
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
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