[发明专利]一种小功率太阳能电池并网发电系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能发电技术领域，特别是小功率太阳能电池并网发电系统。

背景技术

太阳能是大自然赐予我们的最环保的绿色能源之一，也是有利于人类可持续发展的能源。在各种能源污染日益严重和倡导低碳生活的发展趋势下，为了人类的未来，我们应该尽可能地利用这种绿色能源。

利用光伏电池转换太阳能的方式已有一定的历史了，但由于光伏电池所产生的电能一般以直流的方式储存在蓄电池中，并不方便我们在日常的生活中直接使用。相对而言，兼顾高效、廉价和方便的方法形成太阳能电池并网发电系统，是将太阳能光伏电池所产生电能直接发送到电网上，直接供用户使用。

目前的太阳能电池并网发电系统领域普遍采用的为如图1所示的方法，该方法首先将太阳能光伏电池10产生的直流电储存到蓄电池，蓄电池能够保持输出电压的稳定性。再通过逆变器20将直流电变为与电网同步的交流电，发送到电网上。控制电路30跟踪电网变化，并根据电网变化情况控制逆变器20的转换。其中，该技术实现的关键部分是逆变器(inverter)，该部分将太阳能光伏电池的直流电变为频率(波形)、相位与供电电网一样的交流电。

然而，由于现有的太阳能电池并网发电系统采用的逆变器结构复杂，价格昂贵，导致小功率太阳能电池并网发电系统实现成本较高，限制了太阳能电池并网发电系统的大规模应用，特别是在家庭用户单位的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本较低，实现容易的，特别是用于家庭使用的小功率太阳能电池并网发电系统，适用于太阳能电池并网发电系统的大规模应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种小功率太阳能电池并网发电系统，该系统包括：反激式电源转换器，将光伏电池产生的第一电压转变为第二电压；转换开关电路，耦接于反激式电源转换器与电网之间，将所述第二电压转变为与所述电网同相的电压；以及控制电路，监测所述光伏电池状态和所述电网状态，并控制所述反激式电源转换器和所述转换开关电路。

进一步地，所述反激式电源转换器包括：开关电路，与所述光伏电池耦接，将所述第一电压转变为第三电压；高频变压器，耦接于所述开关电路，将所述第三电压转变为第四电压；整流器，与高频变压器耦接，将所述第四电压整流后转变为所述第二电压。

进一步地，所述转换开关电路为桥式转换开关电路。所述第二电压为按正弦规律变化的单向电压。所述第三电压为矩形波电压。

进一步地，该系统还包括：滤波器，耦接于所述转换开关电路与所述电网之间，滤除高频谐波。

进一步地，所述控制电路包括：监测电路，监测电网状态和所述光伏电池状态；波形检测电路，检测所述电网电压的波形变化情况；以及输出控制电路，控制所述转换开关电路的开关变化，以及控制所述反激式电源转换器的运行或关闭。

进一步地，所述监测电路判断电网是否出现停电。当所述电网出现停电时，所述输出控制电路停止发电系统的工作。根据光照状态的变化，所述输出控制电路通过调整所述反激式电源转换器的工作脉冲宽度或周期，以控制所述反激式电源转换器的转换功率。当所述电网电压的波形接近零点附近时，所述输出控制电路将发电系统的功率降到零。

作为一种优选的技术方案，所述电网电压为110伏或220伏的单相电压系统。在单相电压系统中，所述发电系统使用的功率W≤6000瓦特。

作为另外一种优选的技术方案，所述电网电压为190伏或280伏的三相电压系统。

本发明提供的一种新型小功率太阳能电池并网发电系统。该方法提供的太阳能电池并网发电系统，通过改变现有技术中的结构复杂、价格昂贵的逆变器系统，使用反激式电源转换器和转换开关电路替代这部分功能，由于反激式电源转换器和转换开关电路结构简单、成本较低，并且易于控制和操作，从而使得该小功率太阳能电池并网发电系统获得高效、可靠、降低成本和使用方便等多项益处。

本发明的并网发电，为了高效、廉价、简便易行和不影响电网的正常运行，采用小功率补充发电方式，由于所发电的电量实时供应到电网上，所以本发明的小功率太阳能电池并网发电系统不需要采用蓄电池。

本发明的小功率太阳能电池并网发电系统所使用的发电功率相对比较小，可用于家庭和终端用户的电网中。该小功率太阳能电池并网发电系统并网后，通过跟踪、监测该电网，当外部电网不正常时，如因为检修拉闸等停电时，小功率太阳能电池并网发电系统立刻停止发电，阻止小功率太阳能电池并网发电系统的电能向电网输送，确保使用安全。并网发电后的效果，只是对原电网的补充，并不会影响原电网。