[发明专利]太阳能供电及发电一体化的变频系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏应用技术，具体为一种利用太阳能供电及发电一体化的变频系统，涵盖了光伏技术、变频技术、自动化控制等方面的相关技术，尤其适用于变频器（具有能量回馈单元）控制的电机拖动类系统。

背景技术

现阶段光伏发电应用多为太阳能发电站、太阳能路灯等。另外太阳能与市电互补系统目前也有很多产品，供电负载为专门设计的交直流通用设备。本系统将太阳能发电技术与变频技术相结合，实现了供电与发电一体化，对负载无特殊要求，直接嵌入原系统，简化结构，降低系统的整体成本，因此，是一种新型的光伏发电应用方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种太阳能供电及发电一体化的变频系统，提出了一种新的太阳能供电及发电一体化的应用方案，将太阳能发电直接引入变频器的直流母线，既可为逆变单元供电，又可向电网输送多余的电能。

本发明的技术方案是：

一种太阳能供电及发电一体化的变频系统，该太阳能供电及发电一体化的变频系统由太阳能电池板、汇流箱、控制单元、蓄电池、整流/回馈单元、逆变单元组成。

所述的太阳能供电及发电一体化的变频系统，三相交流电源通过交流接触器后，连接到整流/回馈单元，接触器的线圈连接控制单元的输出控制端。

所述的太阳能供电及发电一体化的变频系统，整流/回馈单元动力输入为三相交流电源，输出为直流电。信号部分具有启停控制输入与故障报警常闭点输出。可以将三相交流电整流成直流电，也可以将直流电逆变成三相交流电。

所述的太阳能供电及发电一体化的变频系统，太阳能电池板将太阳能转换成直流电，采用串、并联太阳能电池板使光伏组件的整体输出电压和电流满足逆变单元的要求，最后通过汇流箱将直流电供给控制单元。

所述的太阳能供电及发电一体化的变频系统，控制单元具有MPPT控制功能，将来自太阳能电池板的直流电存储在蓄电池中，同时根据系统情况，将电能输送给逆变单元。同时控制单元还根据系统状态控制交流接触器、整流/回馈单元、逆变单元的工作状态，并且检测整流/回馈单元、逆变单元的运行状态，发现它们故障后立即做出响应。

所述的太阳能供电及发电一体化的变频系统，逆变单元的直流输入端为控制单元的直流输出端和整流/回馈单元的直流输出端两者的并联。逆变单元根据系统的实际应用要求，输出电压、频率 、电流都可变的三相交流电，驱动电机在不同转速（频率）下旋转。逆变单元具有启停控制输入与故障报警常闭点输出。

本发明的有益效果是：

1. 本发明是将太阳能供电、太阳能发电、市电供电、变频系统结合到一起。目前电能紧张，太阳能发电将成为解决电能紧张的有效手段之一。本发明提出了一种新型的太阳能发电应用方案，通过市电的补充，可以保证设备在太阳能发电不足的情况下，仍可以投入市电使负载继续运行；同时在太阳能发电过多时，将电能输送给电网。

2. 本发明使太阳能发电与市电供电在逆变单元前，以直流方式并联，可以实现负载的不间断运行。

3. 本发明可应用在电梯较多的建筑内，控制电梯的变频器若具有能量回馈功能，可省略太阳能发电系统的逆变单元，大大降低太阳能发电系统的成本。

4．本发明在现有的变频控制系统中融入了太阳能发电这一新的技术，既提升了原有变频控制系统的功能和价值，也扩大了光伏发电应用领域的范围。

附图说明

图1为本发明系统结构框图。

图2为本发明接线电路图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明将太阳能电池板铺设在建筑楼顶、楼体外侧、广场等日照时间较长的位置，倾角根据铺设位置的经纬度确定。

新建项目根据实际情况依照附图设计系统，改造项目增加部分设备，改造原电路即可。例如对于电梯控制系统（变频器具备能量回馈功能），仅增加太阳能电池板、汇流箱、控制单元、蓄电池，将控制单元输出的直流电连接到变频器的直流母线。使控制单元的输出信号，可以控制变频器交流输入端的接触器。

如图2所示，本发明电路结构、原理和工作过程如下：

（一）电路结构

市电部分电路设有空开、交流接触器 、整流/回馈单元，具体结构如下：

三相380V电源（L1、L2、L3、N）首先连接到一个三相空开（QF1），之后分成两个支路，L1、N通过一个单相2P空开（QF2），连接到控制单元的L、N端子，为控制单元供电；L1、L2、L3通过一个三相交流接触器（KM1），连接到整流/回馈单元的R、S、T端子上。整流/回馈单元的直流输出（DC+、DC-）连接到逆变单元的输入端（DC+、DC-）。