光伏幕墻供電系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種光伏幕墻供電系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括電信號(hào)相連的匯流箱、最大功率跟蹤控制模塊(MPPT)、供電控制器、DC-DC變換器、AC-DC變換器、DC-AC變換器及低壓直流負(fù)載。所述匯流箱有兩個(gè)，安裝在光伏幕墻上，其中第一匯流箱用于給低壓直流設(shè)備供電的電能，第二匯流箱匯集用于光伏并網(wǎng)的電能。該方法將某時(shí)刻經(jīng)過MPPT處理后的光伏電能的輸出功率Po送入控制模塊，同時(shí)檢測(cè)低壓直流設(shè)備的功率Pn，將同一時(shí)刻的Pn作為低壓直流設(shè)備需求功率送入控制模塊；對(duì)Po、Pn進(jìn)行比較，得到供求功率差值△P，△P功率用于進(jìn)行光伏幕墻與交流電網(wǎng)的能量交換。本發(fā)明使光伏幕墻的電能利用率提高，具有應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】光伏幕墻供電系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】的系統(tǒng)及其方法，具體是一種光伏幕墻供 電系統(tǒng)及其方法。 技術(shù)背景
[0002] 分布式光伏發(fā)電技術(shù)，以其節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，具有勢(shì)不可擋的發(fā)展勢(shì)頭。隨著結(jié) 合于建筑的分布式并網(wǎng)發(fā)電模式不斷發(fā)展，城市光伏幕墻的光伏電能供電逐漸成了人們關(guān) 注的焦點(diǎn)。
[0003] 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)有兩種并網(wǎng)形式：其一是通過低壓線路接入配電網(wǎng)；其二是 經(jīng)過變壓器升壓接入到高壓電網(wǎng)。前者是農(nóng)村屋頂光伏電源或者是城市小規(guī)模光伏建筑 電源，后者則是很多光伏電站的選擇。然而，現(xiàn)有技術(shù)存在問題亟需解決：它們均要經(jīng)過 DC-AC變化接入到交流電網(wǎng)中，而許多直流電子設(shè)備將從交流電網(wǎng)中再取電進(jìn)行AC-DC變 換為所需直流電源使用，其間存在大量的電能損耗，如何能提高光伏電能的利用率則是其 中的重點(diǎn)。
[0004] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 101702529 B公開了一種光伏移動(dòng)應(yīng)急供電系統(tǒng)的供電方法，其 主要應(yīng)用于車載電源燈小型直流移動(dòng)設(shè)備，并沒有針對(duì)光伏幕墻大量用電的低壓設(shè)備。 [0005]目前光伏電能應(yīng)用中均要使用最大功率跟蹤模塊，多數(shù)采用擾動(dòng)觀測(cè)法，但它在 調(diào)整穩(wěn)定后跟蹤到最大功率點(diǎn)附近會(huì)使一部分功率損失，也會(huì)隨環(huán)境的變化，和光強(qiáng)的變 化，產(chǎn)生振蕩使部分功率損失在調(diào)整過程中，不能完全實(shí)現(xiàn)功率跟蹤。
[0006] 綜上可知，太陽(yáng)能作為一種清潔能源，有廣闊的應(yīng)用空間，而光伏幕墻作為城市里 越來(lái)越普遍的存在，它的供電系統(tǒng)也需要進(jìn)一步改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)中存在的缺陷，提供一種光伏幕墻供電系統(tǒng)及其 方法。該發(fā)明以光伏幕墻為核心，實(shí)現(xiàn)了光伏電能優(yōu)先通過DC-DC給低壓直流設(shè)備供電：當(dāng) 光伏電能過量時(shí)，對(duì)過量部分進(jìn)行逆變并網(wǎng)；當(dāng)光伏電能不足時(shí)，從電網(wǎng)向低壓直流設(shè)備通 過AC-DC輸出功率。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明提供的光伏幕墻供電系統(tǒng)，其包括以電信號(hào)相連的匯流箱、最大功率跟蹤 控制模塊、供電控制器、DC-DC變換器、AC-DC變換器、DC-AC變換器以及低壓直流負(fù)載若 干，所述的匯流箱有兩個(gè)，安裝在光伏幕墻上，其中第一匯流箱匯集用于給低壓直流設(shè)備供 電的電能，第二匯流箱匯集用于光伏并網(wǎng)的電能；初始狀態(tài)時(shí)，該光伏幕墻在太陽(yáng)光的照射 下，產(chǎn)生光伏電能，流入第二匯流箱，進(jìn)行并網(wǎng)處理。
[0010] 所述的最大功率跟蹤模塊是最大功率點(diǎn)跟蹤太陽(yáng)能控制器MPPT，其采用恒定電壓 控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基于梯度變步長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的方法進(jìn)行MPPT控制。
[0011] 所述MPPT由兩塊相互實(shí)時(shí)通訊的單片機(jī)組成，其中第一單片機(jī)用于最大功率跟 蹤，第二單片機(jī)作為控制核心；第一單片機(jī)將當(dāng)前光伏幕墻輸出的最大功率發(fā)送給第二單 片機(jī)，同時(shí)D/A采樣低壓直流負(fù)載的電壓和電流，計(jì)算出總的功率并發(fā)送給第二單片機(jī)，第 二單片機(jī)再根據(jù)采樣功率發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過功率放大之后對(duì)可控硅進(jìn)行控制，從 而改變低壓直流設(shè)備單元和光伏幕墻單元的分布情況。
[0012] 所述的第一匯流箱內(nèi)部設(shè)有HIA-C01型號(hào)的閉環(huán)霍爾電流傳感器。
[0013] 所述的第二匯流箱內(nèi)部設(shè)有HIA-C01型號(hào)的閉環(huán)霍爾電流傳感器。
[0014] 本發(fā)明提供的光伏幕墻的供電方法，其利用上述的光伏幕墻供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該 方法是：將某時(shí)刻經(jīng)過最大功率跟蹤模塊處理后的光伏電能的輸出功率P〇送入控制模塊， 與此同時(shí)檢測(cè)低壓直流設(shè)備的功率，將同一時(shí)刻直流設(shè)備的功率P n作為低壓直流設(shè)備需求 功率送入控制模塊；對(duì)PpP。值進(jìn)行比較，得到中間較小的值Pmin以及供求功率差值Λ P ;控 制器將Pmin功率的單位光伏電能匯入第一匯流箱，經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行供電；將 Λ P功率用于進(jìn)行光伏幕墻與交流電網(wǎng)的能量交換，若Λ P〈〇,即電能供不應(yīng)求時(shí)通過靜態(tài) 開關(guān)逐個(gè)將功率為I ΛP|單元切換到交流供電模式，而當(dāng)ΛP>〇時(shí)通過靜態(tài)開關(guān)逐個(gè)將功 率為| Λ P|的光伏幕墻單位切換進(jìn)行逆變并網(wǎng)，直到智能供電控制器做出新的判斷。
[0015] 所述的光伏幕墻供電的方法，包括以下步驟：
[0016] 第一步，光伏幕墻分為若干個(gè)單元；
[0017] 第二步，光伏幕墻接受光能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，電流進(jìn)入所述另一個(gè)匯流箱；
[0018] 第三步，某一時(shí)刻的光伏電能經(jīng)過MPPT采用恒定電壓控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基 于梯度變步長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的方法，輸出功率P〇 ;
[0019] 第四步，將輸出功率P〇送入供電控制器，與此同時(shí)檢測(cè)低壓直流設(shè)備的功率，將 同一時(shí)刻直流設(shè)備的功率P n作為低壓直流設(shè)備需求功率送入供電控制器；
[0020] 第五步，在供電控制器中，第一單片機(jī)將當(dāng)前光伏幕墻輸出的最大功率發(fā)送給第 二單片機(jī)，同時(shí)D/A采樣低壓直流負(fù)載的電壓和電流，計(jì)算出總的功率并發(fā)送給第二單片 機(jī)，第二單片機(jī)再根據(jù)采樣功率，利用PWM軟件，采用PI算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行調(diào)整 PWM，發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過功率放大之后對(duì)可控硅進(jìn)行控制。
[0021] 第六步，對(duì)P。*值進(jìn)行比較，得到中間較小的值Pmin以及供求功率差值ΛP?？刂?器將P min功率的單位光伏電能匯入?yún)R流箱Α，經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行供電；將Λ Ρ 功率用于進(jìn)行光伏幕墻與交流電網(wǎng)的能量交換。
[0022] 本發(fā)明提供的供電方式由以下幾種：
[0023] 第一種，光伏幕墻輸出功率等于低壓直流設(shè)備需求，采取的策略是將光伏幕墻的 輸出功率全部經(jīng)過Drac開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電；
[0024] 第二種，光伏幕墻輸出功率小于低壓直流設(shè)備的需求，采取的策略是將光伏幕墻 的輸出功率全部經(jīng)過DCDC開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，與此同時(shí)，交流市電為剩余 設(shè)備提供電能；
[0025] 第三種，光伏幕墻輸出功率大于低壓直流設(shè)備的需求，采取的策略是將光伏幕墻 產(chǎn)生的電能一部分用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，多余的部分通過逆變并入電網(wǎng)。
[0026] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的有益效果：
[0027] 1.本專利適用于帶有光伏幕墻的高層建筑，且使用匯流箱使光伏電能提供更大功 率。
[0028] 2.根據(jù)郝赫的《光伏分布式發(fā)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制》，在最大功率跟蹤模塊中，選 用是最大功率點(diǎn)跟蹤太陽(yáng)能控制器（MPPT)，采用恒定電壓控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基于梯 度變步長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的方法進(jìn)行MPPT控制，改善了傳統(tǒng)擾動(dòng)觀測(cè)法只能在最大 功率點(diǎn)附近震蕩運(yùn)行，造成一定功率損失問題，增加了算法的方向性判斷。
[0029] 3.控制模塊中，用兩個(gè)單片機(jī)控制，并在光伏逆變并網(wǎng)中采用單片機(jī)控制，減少光 伏電能的損耗。
[0030] 4.相較于傳統(tǒng)的光伏幕墻，實(shí)現(xiàn)了光伏電能優(yōu)先通過DC-DC給低壓直流設(shè)備供 電：當(dāng)光伏電能過量時(shí)，對(duì)過量部分進(jìn)行逆變并網(wǎng)；當(dāng)光伏電能不足時(shí)，從電網(wǎng)向低壓直流 設(shè)備通過AC-DC輸出功率，降低了 DC-AC變換中元件的能量損耗，大大提高了光伏電能的利 用率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為光伏幕墻供電系統(tǒng)的總體框圖。
[0032] 圖2為光伏幕墻供電系統(tǒng)的控制模塊的原理框圖。
[0033] 圖3為光伏幕墻供電系統(tǒng)光伏并網(wǎng)電源部分硬件框圖。
[0034] 圖4為DC-DC轉(zhuǎn)換器的硬件原理圖。
[0035] 圖5為AC-DC轉(zhuǎn)換器的硬件原理圖。
[0036] 圖6為DC-AC轉(zhuǎn)換器的硬件原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0038] 實(shí)施例1.光伏幕墻供電系統(tǒng)
[0039] 本實(shí)施例提供的光伏幕墻供電系統(tǒng)，如圖1所示，包括：以電信號(hào)相連的匯流箱A、 匯流箱B、最大功率跟蹤控制模塊（即MPPT)、供電控制器、DC-DC變換器、AC-DC變換器、 DC-AC變換器以及低壓直流負(fù)載若干。
[0040] 所述匯流箱A、匯流箱B安裝在某大樓光伏幕墻上，為光伏幕墻供電提供更大功 率，其中：匯流箱A匯集用于給低壓直流設(shè)備供電的電能，該匯流箱A內(nèi)部設(shè)有HIA-C01 型號(hào)的閉環(huán)霍爾電流傳感器。匯流箱B匯集用于光伏并網(wǎng)的電能，該匯流箱B內(nèi)部設(shè)有 HIA-C01型號(hào)的閉環(huán)霍爾電流傳感器。初始狀態(tài)時(shí)，該光伏幕墻在太陽(yáng)光的照射下，產(chǎn)生光 伏電能，流入?yún)R流箱B，進(jìn)行并網(wǎng)處理。
[0041] 所述的光伏幕墻由若干個(gè)單元組成。光能到電能轉(zhuǎn)換為的最小單元為一個(gè)單元， 這些小單元需要串聯(lián)或并聯(lián)以形成更大的能量。
[0042] 所述的最大功率跟蹤模塊是最大功率點(diǎn)跟蹤太陽(yáng)能控制器（MPPT)，其采用恒定電 壓控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基于梯度變步長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的方法進(jìn)行MPPT控制。該 控制器的結(jié)構(gòu)如圖2所示：由兩塊相互實(shí)時(shí)通訊的單片機(jī)，其中第一個(gè)（單片機(jī)I )用于最 大功率跟蹤（MPPT)，第二個(gè)（單片機(jī)II )作為控制核心。單片機(jī)I將當(dāng)前光伏幕墻輸出的 最大功率發(fā)送給單片機(jī)II，同時(shí)D/A采樣低壓直流負(fù)載的電壓和電流，計(jì)算出總的功率并 發(fā)送給單片機(jī)II，單片機(jī)II再根據(jù)采樣功率發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過功率放大之后對(duì)可 控硅進(jìn)行控制，從而改變低壓直流設(shè)備單元和光伏幕墻單元的分布情況。
[0043] 所述的恒定電壓控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基于梯度變步長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的 方法是：按照恒定電壓控制法的思想，根據(jù)并網(wǎng)逆變直流側(cè)電壓的要求，配置光伏電壓在最 大輸出功率點(diǎn)電壓附近，改善了傳統(tǒng)擾動(dòng)觀測(cè)法只能在最大功率點(diǎn)附近震蕩運(yùn)行，造成一 定功率損失問題，增加了算法的方向性判斷。
[0044] 所述供電控制器，由兩塊相互實(shí)時(shí)通訊的單片機(jī)組成，其中：?jiǎn)纹瑱C(jī)I的輸出端口 連接單片機(jī)II的I/O 口，同時(shí)，低壓直流負(fù)載的電壓和電流經(jīng)過D/A采樣連接至單片機(jī)II， 單片機(jī)II的輸出端口連接至功率放大元件。
[0045] 所述DC-DC變換器，可由市場(chǎng)上購(gòu)買，主要由二極管、三極管、電感線圈和電容器 組成，其電路圖如圖4所示。
[0046] 所述AC-DC變換器，可由市場(chǎng)上購(gòu)買，主要由控制芯片，電感線圈，電容器組成，其 中：控制芯片選用AD736芯片，外圍硬件電路如圖5所示。
[0047] 所述DC-AC變換器，可由市場(chǎng)上購(gòu)買，主要由二極管，三極管，電感線圈，電容器組 成，其電路圖如圖6所示。
[0048] 所有低壓直流負(fù)載由市電進(jìn)行供電。如圖1所示。供電方法如下：將某時(shí)刻經(jīng)過 最大功率跟蹤模塊處理后的光伏電能的輸出功率P〇送入控制模塊，與此同時(shí)檢測(cè)低壓直 流設(shè)備的功率，將同一時(shí)刻直流設(shè)備的功率？"作為低壓直流設(shè)備需求功率送入控制模塊。 對(duì)P。、Pn值進(jìn)行比較，得到中間較小的值P min以及供求功率差值Λ P?？刂破鲗min功率的 單位光伏電能匯入?yún)R流箱A，經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行供電；將Λ P功率用于進(jìn)行光 伏幕墻與交流電網(wǎng)的能量交換--若Λ Ρ〈〇,即電能供不應(yīng)求時(shí)通過靜態(tài)開關(guān)逐個(gè)將功率 為| ΛΡ|單元切換到交流供電模式而當(dāng)ΛΡ>0時(shí)通過靜態(tài)開關(guān)逐個(gè)將功率為| Λ Ρ|的光 伏幕墻單位切換進(jìn)行逆變并網(wǎng)--直到智能供電控制器做出新的判斷。
[0049] 本實(shí)施例提供的光伏幕墻供電系統(tǒng)，其工作過程是：
[0050] 初始狀態(tài)時(shí)，某大樓光伏幕墻在太陽(yáng)光的照射下，產(chǎn)生光伏電能，流入?yún)R流箱B，進(jìn) 行并網(wǎng)處理，所有低壓直流設(shè)備由市電進(jìn)行供電。
[0051] 某一時(shí)刻的光伏電能經(jīng)過MPPT采用恒定電壓控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基于梯度 變步長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的方法，輸出功率P〇。
[0052] 將輸出功率Po送入供電控制器，與此同時(shí)檢測(cè)低壓直流設(shè)備的功率，將同一時(shí)刻 直流設(shè)備的功率P n作為低壓直流設(shè)備需求功率送入供電控制器。
[0053] 在供電控制器中，如圖2所示。單片機(jī)I將當(dāng)前光伏幕墻輸出的最大功率發(fā)送給 單片機(jī)II，同時(shí)D/A采樣低壓直流負(fù)載的電壓和電流，計(jì)算出總的功率并發(fā)送給單片機(jī)II， 單片機(jī)II再根據(jù)采樣功率，利用PWM軟件，采用PI算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行調(diào)整PWM，發(fā) 出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過功率放大之后對(duì)可控硅進(jìn)行控制。
[0054] 對(duì)P。*值進(jìn)行比較，得到中間較小的值Pmin以及供求功率差值ΛΡ?？刂破鲗 min 功率的單位光伏電能匯入?yún)R流箱A，經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行供電；將Λ P功率用于 進(jìn)行光伏幕墻與交流電網(wǎng)的能量交換。
[0055] 若Λ Ρ = 0,光伏幕墻輸出功率等于低壓直流設(shè)備需求，采取的策略是將光伏幕墻 的輸出功率全部經(jīng)過DC-DC開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電。
[0056] 若Λ Ρ〈〇,光伏幕墻輸出功率小于低壓直流設(shè)備的需求，米取的策略是將光伏幕墻 的輸出功率全部經(jīng)過DC-DC開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，與此同時(shí)，交流市電為剩 余設(shè)備提供電能。
[0057] 若Λ P>0,光伏幕墻輸出功率大于低壓直流設(shè)備的需求，采取的策略是將光伏幕墻 產(chǎn)生的電能一部分用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，多余的部分通過逆變并入電網(wǎng)。
[0058] 這種狀態(tài)一直維持到到智能供電控制器做出新的判斷。
[0059] 當(dāng)多余的部分逆變并入電網(wǎng)中時(shí)，光伏并網(wǎng)電源部分采用MSP430單片機(jī)，軟件內(nèi) 進(jìn)行正弦脈寬調(diào)制，根據(jù)脈寬調(diào)制原理軟件計(jì)數(shù)產(chǎn)生高頻三角波，與變化緩慢的正弦波數(shù) 據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于正弦波數(shù)值時(shí)，輸出高電平，當(dāng)計(jì)數(shù)值小于正弦波數(shù)值時(shí)，輸出 低電平。這樣輸出脈沖寬度反映了正弦波的幅值變化，該信號(hào)通過外圍柵極懸浮驅(qū)動(dòng)器 IR2110驅(qū)動(dòng)M0S管進(jìn)行全橋逆變，實(shí)現(xiàn)功率放大，有低通濾波器濾除功率正弦波，完成了 DC-AC逆變，光伏并網(wǎng)電源硬件框圖如圖3所示。
[0060] 這樣就實(shí)現(xiàn)了光伏電能優(yōu)先通過DC-DC給低壓直流設(shè)備供電：當(dāng)光伏電能過量 時(shí)，對(duì)過量部分進(jìn)行逆變并網(wǎng)；當(dāng)光伏電能不足時(shí)，從電網(wǎng)向低壓直流設(shè)備通過AC-DC輸出 功率，降低了 DC-AC變換中元件的能量損耗，大大提高了光伏電能的利用率。
[0061] 實(shí)施例2.光伏幕墻的供電方法
[0062] 本實(shí)施例提供的供電方法，具體是：
[0063] 上述供電方法包括以下步驟：
[0064] 第一步，光伏幕墻分為若干個(gè)單元；
[0065] 第二步，光伏幕墻接受光能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，電流進(jìn)入?yún)R流箱B ;
[0066] 所述的供電方式為：
[0067] 第一種，光伏幕墻輸出功率等于低壓直流設(shè)備需求，采取的策略是將光伏幕墻的 輸出功率全部經(jīng)過Drac開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電。
[0068] 第二種，光伏幕墻輸出功率小于低壓直流設(shè)備的需求，采取的策略是將光伏幕墻 的輸出功率全部經(jīng)過DCDC開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，與此同時(shí)，交流市電為剩余 設(shè)備提供電能。
[0069] 第三種，光伏幕墻輸出功率大于低壓直流設(shè)備的需求，采取的策略是將光伏幕墻 產(chǎn)生的電能一部分用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，多余的部分通過逆變并入電網(wǎng)。
[0070] 本發(fā)明除了上述實(shí)施方式之外，還可以有其他結(jié)構(gòu)上的變形，這些等同技術(shù)方案 也應(yīng)當(dāng)在其技術(shù)保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種光伏幕墻供電系統(tǒng)，其特征是包括以電信號(hào)相連的匯流箱、最大功率跟蹤控制 模塊、供電控制器、DC-DC變換器、AC-DC變換器、DC-AC變換器以及低壓直流負(fù)載若干，所述 的匯流箱有兩個(gè)，安裝在光伏幕墻上，其中第一匯流箱匯集用于給低壓直流設(shè)備供電的電 能，第二匯流箱匯集用于光伏并網(wǎng)的電能；初始狀態(tài)時(shí)，該光伏幕墻在太陽(yáng)光的照射下，產(chǎn) 生光伏電能，流入第二匯流箱，進(jìn)行并網(wǎng)處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏幕墻供電系統(tǒng)，其特征是所述的最大功率跟蹤模塊是最 大功率點(diǎn)跟蹤太陽(yáng)能控制器MPPT，其采用恒定電壓控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基于梯度變步 長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的方法進(jìn)行MPPT控制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏幕墻供電系統(tǒng)，其特征是所述MPPT由兩塊相互實(shí)時(shí)通訊 的單片機(jī)組成，其中第一單片機(jī)用于最大功率跟蹤，第二單片機(jī)作為控制核心；第一單片機(jī) 將當(dāng)前光伏幕墻輸出的最大功率發(fā)送給第二單片機(jī)，同時(shí)D/A采樣低壓直流負(fù)載的電壓和 電流，計(jì)算出總的功率并發(fā)送給第二單片機(jī)，第二單片機(jī)再根據(jù)采樣功率發(fā)出相應(yīng)的控制 信號(hào)，通過功率放大之后對(duì)可控硅進(jìn)行控制，從而改變低壓直流設(shè)備單元和光伏幕墻單元 的分布情況。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏幕墻供電系統(tǒng)，其特征是第一匯流箱內(nèi)部設(shè)有HIA-C01 型號(hào)的閉環(huán)霍爾電流傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏幕墻供電系統(tǒng)，其特征是第二匯流箱內(nèi)部設(shè)有HIA-C01 型號(hào)的閉環(huán)霍爾電流傳感器。
6. -種光伏幕墻的供電方法，其特征是利用權(quán)利要求1至5中任一所述光伏幕墻供電 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該方法是：將某時(shí)刻經(jīng)過最大功率跟蹤模塊處理后的光伏電能的輸出功率P〇 送入控制模塊，與此同時(shí)檢測(cè)低壓直流設(shè)備的功率，將同一時(shí)刻直流設(shè)備的功率P n作為低 壓直流設(shè)備需求功率送入控制模塊；對(duì)P。、Pn值進(jìn)行比較，得到中間較小的值P min以及供求 功率差值Λ P ;控制器將Pmin功率的單位光伏電能匯入第一匯流箱，經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后對(duì)直流 設(shè)備進(jìn)行供電；將Λ P功率用于進(jìn)行光伏幕墻與交流電網(wǎng)的能量交換，若Λ P〈〇,即電能供 不應(yīng)求時(shí)通過靜態(tài)開關(guān)逐個(gè)將功率為| Λ P|單元切換到交流供電模式，而當(dāng)Λ P>0時(shí)通過 靜態(tài)開關(guān)逐個(gè)將功率為I ΛΡ|的光伏幕墻單位切換進(jìn)行逆變并網(wǎng)，直到智能供電控制器做 出新的判斷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏幕墻的供電方法，其特征是包括以下步驟： 第一步，光伏幕墻分為若干個(gè)單元； 第二步，光伏幕墻接受光能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，電流進(jìn)入所述另一個(gè)匯流箱； 第三步，某一時(shí)刻的光伏電能經(jīng)過MPPT采用恒定電壓控制方法、擾動(dòng)觀測(cè)法和基于梯 度變步長(zhǎng)的導(dǎo)納增量法相結(jié)合的方法，輸出功率P〇 ; 第四步，將輸出功率P〇送入供電控制器，與此同時(shí)檢測(cè)低壓直流設(shè)備的功率，將同一 時(shí)刻直流設(shè)備的功率Pn作為低壓直流設(shè)備需求功率送入供電控制器； 第五步，在供電控制器中，第一單片機(jī)將當(dāng)前光伏幕墻輸出的最大功率發(fā)送給第二單 片機(jī)，同時(shí)D/A采樣低壓直流負(fù)載的電壓和電流，計(jì)算出總的功率并發(fā)送給第二單片機(jī)，第 二單片機(jī)再根據(jù)采樣功率，利用PWM軟件，采用PI算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行調(diào)整PWM，發(fā) 出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過功率放大之后對(duì)可控硅進(jìn)行控制； 第六步，對(duì)P。、Pn值進(jìn)行比較，得到中間較小的值Pmin以及供求功率差值Λ P?？刂破? 將Pmin功率的單位光伏電能匯入?yún)R流箱A，經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換后對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行供電；將Λ P功 率用于進(jìn)行光伏幕墻與交流電網(wǎng)的能量交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏幕墻的供電方法，其特征是采用以下的供電方式： 第一種，光伏幕墻輸出功率等于低壓直流設(shè)備需求，采取的策略是將光伏幕墻的輸出 功率全部經(jīng)過IX：DC開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電； 第二種，光伏幕墻輸出功率小于低壓直流設(shè)備的需求，采取的策略是將光伏幕墻的輸 出功率全部經(jīng)過DCDC開關(guān)電源用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，與此同時(shí)，交流市電為剩余設(shè)備 提供電能； 第三種，光伏幕墻輸出功率大于低壓直流設(shè)備的需求，采取的策略是將光伏幕墻產(chǎn)生 的電能一部分用來(lái)給低壓直流設(shè)備供電，多余的部分通過逆變并入電網(wǎng)。
【文檔編號(hào)】H02S40/32GK104092436SQ201410357042
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】孫曉璇, 佘暢, 張一飛 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)