[实用新型]一种基于双向变流结构的光伏控制逆变一体机系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种便携式的太阳能光伏供电系统的解决方案，设计了基于太阳能技术的家用交流和直流的低功率供电系统。实现逆变并网运行和离网运行、市电充电的双向变流结构。

背景技术

太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用太阳能电池组件将光能直接转换为电能的发电方式，而随着技术不断进步，光伏发电成为最具发展前景的发电技术之一。而太阳能组件所发出的电能是一种直流的、不稳定的、难调度的，组件输出的电能无法直接利用。所以将太阳能组件发出来不稳定的直流电通过太阳能控制器给蓄电池充电和供低压直流负载使用，这成为太阳能发电一个重要的方式。而这种方式对负载要求为直流，无法供给交流负载。在给交流负载使用时常在蓄电池后端接逆变器来实现。如此以来，一个能供给交直流供电的太阳能系统就有组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载这样多个设备，组成这一套系统，接线复杂，需要专业人员设计、安装、使用。同时系统配置匹配度低，效率低下，蓄电池易过充或过放造成损坏。在光照条件不好的情况下，如需市电充电，要再选配外接充电器。这使得光伏系统的复杂性加强，违背了分布式智能电网所要求的安装使用便利的原则。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的系统配置匹配度低与系统设计、安装、使用复杂一系列问题。使发电系统使用方便，能量管理智能，兼容交流、直流供电。基本满足家庭日常生活必须的照明用电与部分娱乐设施用电。集中太阳能充电功能、市电充电功能、光伏逆变功能（双向变流）、并网离网于一体。蓄电池的低压直流侧到交流侧实施能量双向传输，而又非简单的增加设备。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述方案得以解决的：采用电子电路和嵌入软件控制。电子电路是由太阳能充电电路、DC/DC双向升降压电路、DC/AC全桥双向逆变电路、蓄电池、MCU控制电路、信息采样电路、PWM（脉冲宽度调制）驱动电路及保护电路组成；所述的太阳能BUCK-BOOST充电电路、DC/DC双向升降压电路、DC/AC全桥双向逆变电路为主电路，MCU单元电路为控制电路，信息采样电路采样主电路信息，提供给控制电路。PWM驱动单元电路用来驱动主电路中MOS管的电路。保护电路完成系统的各种保护功能。嵌入式软件用来实现MCU的信息采集，PWM波控制信号发出，并控制一体机工作模式切换，系统闭环算法、MPPT（最大功率点跟踪）算法、孤岛保护算法。

本实用新型所述的太阳能充电电路是同步BUCK-BOOST电路结构。由MOS管V1、V2、V3、V4，电感器L1和电容器C1组成。

本实用新型所述的DC/DC双向升降压电路是全桥电路、高频变压器、全桥整流器组成的能量双向转输的变流电路。由MOS管V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12，电容器C2、C3和变压器T1组成。

本实用新型所述的DC/AC全桥双向逆变器能量可以双向传输，正向为逆变，反向为整流。由MOS管V13、V14、V15、V16，电容器C4、C5和电感器L2组成。。

一种基于双向变流结构的光伏控制逆变一体机系统的控制方法，当能量在太阳能组件、蓄电池、本地负载及电网的流动中，系统按如下表模式工作：

表1

本实用新型的有益效果是：太阳能充电电路是同步BUCK-BOOST电路，由MOS管代替快恢复二极管进行换流，使损耗更低、效率更高；双向全桥DC/DC电路的变压器T1设计简单，也由MOS管代替快恢复二极管进行换流，降低能量开销，能量正向流动时为升压，反向流动是为降压；DC/AC全桥双向逆变器能量即可双向流动，正向流动时为逆变，反向流动时为整流。此电路的能量双向流动结构为整个太阳能发电一体系统节约了设备上的重大开销，简化了传统太阳能系统的复杂配置。

附图说明

附图1是本实用新型所涉一种基于双向变流结构的光伏控制逆变一体机系统的系统结构框图；

附图2是本实用新型所涉一种基于双向变流结构的光伏控制逆变一体机系统的同步BUCK-BOOST电路；

附图3是本实用新型所涉一种基于双向变流结构的光伏控制逆变一体机系统的DC/DC双向升降压电路；

附图4是本实用新型所涉一种基于双向变流结构的光伏控制逆变一体机系统的DC/AC全桥双向逆变器；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。