专利名称：一种光伏电源与电网电源并联给负载供电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种稳流稳压电源，尤其涉及到光伏电源输出的直流电源和电网经整流设备输出的直流电源并联后的总输出的稳流稳压输出。
背景技术：
生产中很多行业需要直流电源，如有色冶金行业的湿法冶炼，化工行业的氯碱生产。而光伏发电直接产生直流电源，其在1000V范围内，经过不同的组合，可输出不同的电流和电压等级的电源，与负载需要的电压等级基本相同，常规应用是将光伏电源逆变成交流电，经过输配电后，再将交流整流为直流给负载供电，这种方式路径长、损耗大。几次变换后，损失能量大约15%。如将光伏电池产生的电源组合到满足工艺要求后直接送到电解槽，但简单的并联既不能解决光伏电源的最大功率输出的问题，也不能解决由于光伏发电的天然不稳定性、随机性，还解决不了负载对电源特性要求等矛盾。
发明内容本发明的目的是提供一种光伏电源与电网电源并联给负载供电装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:光伏电源(100)依次联直流阻抗变换器(200)、光伏电源电流传感器(300)后，与电网电源(600)联整流和稳流稳压装置(500)形成的直流电源电路并联，并联后设总电流传感器(700)，总电流传感器(700)连负载(800);电压传感器(400)与负载(800)并联。进一步，所述直流阻抗变换器(200)主要由微电脑控制模块(201)连接IGBT主开关电路(202)构成，同时串联电流传感器(203)和并联电压传感器(400)。直流阻抗变换器(200)是以微电脑控制模块(201)控制以IGBT为主开关元件的主开关电路(202)的通断占空比来达到调整电压的目的，将电流传感器(203)和电压传感器(400)信号送至微电脑控制控制模块，通过电流、电压信号计算其输出功率，微电脑控制模块(201)主动将主开关电路(202)的通断占空比进行微小的扰动，使输出电压微小的变化，同时检测输出电路的功率变化的趋势来控制占空比。达到光伏电源优先输出最大功率的目的；同时，能满足不同负载的要求。
图1是本发明系统方框图。图2是直流阻抗变换器方框图。图3是桥式变换电路。图4是升压型单臂电路。图5是降压型单臂电路。100.光伏直流电源，200.直流阻抗变换器，300.光伏电源电流传感器，400.电压传感器，500.整流和稳流稳压控制装置，600.电网电源，700.总电流传感器，800.负载，201微电脑控制模块，202主开关电路，203电流传感器204电压传感器。
具体实施方式
系统的方框图如图1，光伏电源(100)根据工艺要求先组合到与负载需要的电压基本相同，经直流阻抗变换器(200 )再经过光伏电源电流传感器(300 )与电网电源(600 )经过整流和稳流稳压装置(500)后产生的直流电源并联，再经过总电流传感器(700)送到负载(800)，电压传感器(400)与负载(800)并联。总电流传感器(700)将并联后总的电流信号送至整流和稳流稳压装置(500)，该设备根据此信号自动补充负载需要的特定电流。而光伏电源(100)就不管负载需要多少，经直流阻抗变换器(200)最大功率往负载(800)上送。只要控制光伏的总装机容量不超过负载的容量，光伏电源达到最大时，负载都不会过载。为了更加安全，可控制光伏的装机容量控制在负载功率的90%以内。解决了一般交流并网光伏电源功率不超过电网容量20%的问题。直流阻抗变换器(200)的方框图如图2，其主开关电路拓扑图如图3、图4、图5，图3是桥式变换电路；图4是升压型单臂电路、图5是降压型单臂电路。桥式电路成本高、效率高，适合于中、大功率的变换，单臂电路成本低、效率低，适合小功率。其原理都是以微电脑控制模块(201)控制以IGBT为主开关元件的主开关电路(202)的通断占空比来达到调整电压的目的。将电流传感器(203 )和电压传感器(204 )上送至微电脑控制控制模块，通过电流、电压信号计算其输出功率，微电脑控制模块(201)主动将主开关电路(202)的通断占空比进行微小的扰动，使输出电压微小的变化，并对比占空比变化带来的输出功率变化，沿着功率增大的方向继续调整占空比，直至出现功率变化的拐点，就反方向调节占空比。动态跟踪过程达到实时最大功率输出的目的。用4个SKIIP2413 IGBT元件组成一个桥式变换电路，一块TMS320LF2406A DSP芯片组成电脑控制模块，一个AS3000的电流传感器，一个V500的电压传感器组成一台直流阻抗变换器。用一台WL3000/400稳流稳压电源做电网整流设备，用3900块TLNZ-235多晶光伏电池组件组成一个13X300的光伏电源阵列。电网整流设备的输出为3000A/400V。光伏电源输出2350A/390V。光伏电源通过直流阻抗变换与整流设备输出并联。再用一个AS3000的电流传感器做总电流反馈给整流设备。就可给一个3000A/400V的直流负载如电解槽供电。
权利要求1.一种光伏电源与电网电源并联给负载供电装置，其特征是，光伏电源(100)依次联直流阻抗变换器(200)、光伏电源电流传感器(300)后，与电网电源(600)联整流和稳流稳压装置(500)形成的直流电源电路并联，并联后设总电流传感器(700)，总电流传感器(700)连负载(800);电压传感器(400)与负载(800)并联。
2.如权利要求1所述的一种光伏电源与电网电源并联给负载供电装置，其特征是，所述直流阻抗变换器(200)主要由微电脑控制模块(201)连接IGBT主开关电路(202)构成，同时串联电流传感器(203)和并联电压传感器(400)。
专利摘要本实用新型涉及一种光伏电源与电网电源并联给负载供电装置，光伏电源(100)依次联直流阻抗变换器(200)、光伏电源电流传感器(300)后，与电网电源(600)联整流和稳流稳压装置(500)形成的直流电源电路并联，并联后设总电流传感器(700)，总电流传感器(700)连负载(800)。本实用新型既能满足光伏电源的最大功率输出，对电网的安全运行无任何影响，是一种能满足不同负载要求的直流电源。
文档编号H02J1/10GK203056579SQ20122057338
公开日2013年7月10日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者张恩理, 娄志林 申请人:湖南天利恩泽太阳能科技有限公司