[发明专利]基于公共母线的电力调节系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力调节系统，具体涉及基于公共母线的电力调节系统及方法。 

背景技术

国内应用比较普遍的家庭式绿色能源系统一般是光伏发电系统，主要包括太阳能光伏板、控制器、蓄电池、逆变器。系统结构一般是太阳能光伏板通过充电控制器接到蓄电池，再由蓄电池接到逆变器，逆变器输出端挂负载。 

此种结构能量利用率低，工况条件简单，无法对整个系统进行有效的调度。在太阳光不充足的时候，不能并接到市电网络中，限制了家庭用电，带来很大的不便。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于公共母线的电力调节系统及方法，使家庭能源网络可在有太阳时工作在离网光伏发电状态，没有光伏能源时工作在电池供电或并网状态，实现一种能在不同工况间自由切换、且能保障用电安全、不对公共电网造成污染的电气系统结构。 

本发明的技术方案是：一种基于公共母线的电力调节系统，包括光伏组件、锂电池、Boost升压电路、Buck-Boost变换电路、全桥逆变电路、市电网络和负载，光伏组件通过Boost升压电路形成公共直流母线，锂电池通过Buck-Boost变换电路挂接到公共直流母线上，直流母线通过全桥逆变电路并入市电网络，在全桥逆变电路和市电网络之间串接并网开关；直流母线通过全桥逆变电路连接负载。所述Buck-Boost变换电路包括两个开关管(S₂、S₃)和一个电感(L₂)和电容，电感(L₂)和电容串联后并接于其中一个开关管(S₃)上，所述锂电池并联在电容上。一种基于公共母线的电力调节方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：光伏组件将太阳能转换成电能，通过Boost升压电路、Buck-Boost变换电路将电能储存在锂电池中，或者通过全桥逆变电路给负载供电；步骤二：光伏组件所转换而来的电能不足以驱动负载时，锂电池通过全桥逆变电路向负载供电；步骤三：光伏组件和锂电池电量不足以驱动负载时，接通市电网络向负载供电。光伏侧Boost升压电路工作在MPPT模式或者CV模式。锂电池侧双向Buck-Boost变换电路可工作在Buck模式或者Boost模式。所述Buck-Boost变换电路的控制方式 为独立PWM控制方式。所述全桥逆变电路采用单极性调制或者单极性调制。 

本发明有如下积极效果：此电气设计模式可以使系统工作在：孤岛运行，光伏发电；并网运行，网侧变换器逆变；孤岛运行，电池供电；并网运行，网侧变换器整流。四种工况模式。结合合适的能量管理策略可以根据光伏组件输出功率、锂电池SOC、负载情况以及直流母线电压变化情况合理切换系统工况，保证整个系统稳定运行。Buck-Boost变换电路、Boost升压电路、全桥逆变电路构成T型结构，电气结构简单，可根据能量管理策略在几种工况之间灵活切换，结构造价成本低。 

附图说明

图1为本发明具体实施方式电力调节系统结构图； 

图2为本发明具体实施方式Boost升压电路拓扑结构图； 

图3为本发明具体实施方式Buck-Boost变换电路工作在Boost模式时的等效电路图； 

图4为本发明具体实施方式Buck-Boost变换电路工作在Buck模式时的等效电路图； 

图5为本发明具体实施方式全桥逆变电路拓扑结构图； 

图6(a)为本发明具体实施方式全桥逆变电路单极性调制方式； 

图6(b)为本发明具体实施方式全桥逆变电路双极性调制方式； 

图中，1.市电网络、2.负载、3.光伏组件、4.锂电池、5.Boost升压电路、6.全桥逆变电路、7.Buck-Boost变换电路。 

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。