专利名称：一种用于光伏辅助并网发电的控制系统及控制方法
技术领域：
本发明属于光伏并网发电领域，具体涉及一种用于光伏辅助并网发电的控制系统、控制方法及采用这种控制装置和控制方法的发电系统。
背景技术：
太阳能光伏发电系统可分为集中式大型并网光伏发电系统和分散式小型并网光伏发电系统两大类型。前者的主要特点是所发电能被直接输送到电网上，由电网统一调配向用户供电。而后者，特别是与建筑结合的住宅屋顶光伏发电系统，则是将光伏组件所发的电能直接分配到住宅用户的用电负载上，多余或不足的电力通过联接电网来调节。这种系统并可分为有逆流和无逆流两种形式。其中，有逆流系统，是在光伏系统产生剩余电力时将该电能送入电网；当光伏系统电力不够时，则由电网补充供电。这种系统，一般是为光伏系统的发电能力大于负载或发电时间同负荷用电时间不相匹配而设计的。住宅系统由于输出的电量受天气和季节的制约，而用电又有时间的区分，为保证电力平衡，一般均设计成有逆流系统。有逆流系统采用并网逆变的方法实现了既能向用户负载送电也能向电网送电。但是这样并不能解决以下问题:当在电网因故失电情况下，并网逆变器会因为防护“孤岛效应”而停止工作，造成能源浪费。无逆流系统，是以光伏系统发电和电网共同向用户负载供电，而在供电时，光伏系统发电不会流向电网，只有当光伏系统电力不够时，则由电网补充供电。光伏系统产生剩余电力时无逆流系统会造成的电力浪费，为了防止这种浪费，有的光伏发电系统增加了充电装置和蓄电池，用于存储多余的电能，并在光伏组件发电能力不足时用于对用户负载的补偿供电。但是，充电装置和蓄电池的使用，极大的增加了系统的建设和维护投入。为此，需要一种光伏辅助并网发电系统，其能够以光伏发电和公共电网共同向用户负载供电，而且在供电时，光伏发电产生的剩余电力会流向公共电网，“储存”在公共电网中。而当光伏发电不能满足负载的功耗时，公共电网作为补充供应，并且可以实现以下目的:(1)光伏发电系统中不包含蓄电池等储能装置；(2)光伏发电产生的剩余电能输入公共电网，避免了浪费；(3)当公共电网因故失电情况下，光伏发电产生的电能仍能给用户负载使用，避免了浪费；(4)光伏发电作为优先电源，公共电网作为补充电源，保证光伏发电高效、优先的使用。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于光伏辅助并网发电的控制系统，采用该控制系统的光伏并网发电系统可以解决上述技术问题，并可以实现上述目的。本发明所述的技术方案如下:
一种用于光伏辅助并网发电的控制系统，包括以下部件:
直流升压模块，与光伏组件相连接，用于对光伏组件产生的直流电进行升压，其输出分别与直流补偿模块、直流限功率变压模块相连接；所述直流升压模块由第一电压反馈检测电路、第一 DC-DC变换器和第一 PWM控制电路构成。直流限功率变压模块，与直流升压模块和控制模块相连接，其输出与并网逆变器相连接，用于根据控制信号将光伏组件输出的富余的电能输出给并网逆变器，进而输入公共电网；所述直流限功率变压模块由第二 DC-DC变换器、第二 PWM控制电路、第二电压反馈检测电路和第三电压反馈检测电路构成。其中，控制模块通过监测模块检测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果公共电网没有输出补偿电流并且直流补偿模块输出的直流电压高于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件发电有富余，此时控制模块控制直流限功率变压模块增大输出功率，将光伏组件所发的富余电能并网输出至公共电网；然后继续监测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果有公共电网补偿电流或者直流补偿模块输出的直流电压低于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件输送给用户负载的电量不够，此时控制直流限功率变压模块减小输出功率，减少并网输出至公共电网的电量，直至关闭直流限功率变压模块，停止将光伏组件所发的电能并网输出至公共电网，
并网逆变器，用于将直流限功率变压模块输出的直流电流逆变成市电输入公共电网，其输出与公共电网相连接；所述并网逆变器包括单相并网逆变器或三相并网逆变器。直流补偿模块，与公共电网和直流升压模块相连接，用于在光伏组件的发电量小于用户负载的用电量时使得公共电网得市电可以对直流升压模块输出的直流电流进行补偿，并将补偿后的直流电流输出给所述交流逆变模块，其输出分别与交流逆变模块和监测模块相连接。所述直流补偿模块由整流电路和直流补偿电路构成。对用户负载来说，在光伏组件的发电量不足时，由公共电网先进行直流补偿，再将补偿后的直流电流逆变成市电。其中，整流电路将市电整流成直流电流后与光伏输出的直流电在直流端并联，进行直流补偿。采用直流补偿方式，有利于提高电路的可靠性，且成本低。交流逆变模块，其输出与用户负载相连接，用于将直流补偿模块输出的直流电流逆变为市电后输出给用户负载；所述交流逆变模块由DC-AC变换器、第三PWM控制电路和第四电压反馈检测电路构成。所述DC-AC变换器包括正弦波逆变器和线路滤波器，其中所述正弦波逆变器采用单相正弦波逆变器或三相正弦波逆变器。交流切换模块，用于根据控制模块的控制，将用户负载的输入电流在公共电网和交流逆变模块之间切换；所述交流切换模块由交流切换电路构成。监测模块，用于采集公共电网输出的电流电压信号、光伏组件输出的电流电压信号、交流切换模块输出的电流电压信号以及直流补偿模块输出的电压信号，并将上述信号发送给控制模块；所述监测模块由第一电流电压检测电路、第二电流电压检测电路、第三电流电压检测电路和电压检测电路构成。以及控制模块，与监测模块连接，用于接收监测模块输入的电流电压信号并根据上述信号发出控制信号分别控制直流升压模块、直流限功率变压模块、交流逆变模块和交流切换模块工作。所述控制模块由单片机及其外围电路构成。本发明的第二个发明目的在于提供了一种光伏辅助并网发电系统，包括光伏组件、公共电网和用户负载，还包括上述的任一控制系统。所述光伏组件的发电量至少大于用户负载的用电量的10%。以保证用户负载的节能效率。
本发明的第三个发明目的在于提供一种使用如上所述的任一控制系统控制光伏辅助并网发电的方法，包括以下步骤:
(I)光伏组件开启进行发电。(2)控制模块判断公共电网是否失电。(3)如果公共电网失电，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块，开启直流升压模块和交流逆变模块，控制交流切换模块将交流逆变输出接通到用户负载，由光伏组件独立对用户负载供电。(4)如果公共电网不失电，则控制模块比较光伏组件的发电量和用户负载的用电量。如果光伏组件的发电量大于用户负载的用电量，则控制模块输出控制信号启动直流升压模块和交流逆变模块，控制交流切换模块将交流逆变输出接通到用户负载，由光伏组件独立对用户负载供电，同时启动直流限功率变压模块，将光伏组件所发的富余电能通过并网逆变器逆变成市电输入公共电网，实现富余电能并网。其中，控制模块通过监测模块检测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果公共电网没有输出补偿电流并且直流补偿模块输出的直流电压高于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件发电有富余，此时控制模块控制直流限功率变压模块增大输出功率，将光伏组件所发的富余电能并网输出至公共电网；然后继续监测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果有公共电网补偿电流或者直流补偿模块输出的直流电压低于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件输送给用户负载的电量不够，此时控制直流限功率变压模块减小输出功率，减少并网输出至公共电网的电量，直至关闭直流限功率变压模块，停止将光伏组件所发的电能并网输出至公共电网。如果光伏组件的发电量小于用户负载的用电量，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块，由公共电网对光伏组件输出的电能进行直流补偿，共同向用户负载供电。但是市电先整流成直流然后逆变成交流会损失部分电能。因此，当光伏组件输出的电能少于市电补偿过程中的损耗(大约不超过用户负载的用电量的10%)时，为了避免不必要的逆变能耗，提高能源利用率，可以将光伏组件输出的这部分能量直接并网输入公共电网，控制交流切换模块直接使用市电输出给用户负载。为此，所述步骤(4)还可以包括以下步骤:
如果公共电网不失电并且光伏组件的发电量小于用户负载的用电量，则进一步判断光伏组件的发电量是否小于用户负载的用电量的10%，
如果是，则启动直流生涯模块和直流限功率变压模块，关闭交流逆变模块，将光伏组件输出的电能全部通过并网逆变器逆变成市电输入公共电网，并控制交流切换模块将公共电网的输出接通到用户负载，由公共电网独立对用户负载供电，
如果否，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块，由公共电网对光伏组件输出的电能进行直流补偿，补偿后的直流电流经交流逆变模块逆变成市电后向用户负载供电。进一步的，上述方法还可以包括以下步骤:如果公共电网有电，并且光伏组件没有输出，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块、直流升压模块和交流逆变模块，并控制交流切换模块将公共电网的输出接通到用户负载，由公共电网独立对用户负载供电。采用本发明所述的控制系统、控制方法或光伏发电系统，能源利用效率高，系统运行稳定；在光伏组件发电充足时，优先将光伏组件输出的电能送给用户使用，多余的电能向公共电网输出；在光伏组件发电输出电能不足用户负载的10%时,将光伏组件输出电能向公共电网输出，而直接将公共电网供给用户使用，以避免公共电网过多补充而造成的能源浪费；在光伏组件输出电能不足且多于用户负载的10%时，不向公共电网输出电能，而从公共电网取不足部分电能补充送给用户使用；在在光伏组件没有输出时，则直接将公共电网供给用户使用；在公共电网因故失电时，限制了 “孤岛效应”的影响范围，除并网逆变器外，其它部分正常工作，仍可向用户供电，提高了光伏发电的利用率。并且隔离了用户与公共电网的连接，减少了公共电网的负荷压力，只将富余的电能送入公共电网，减少了光伏发电入网时对公共电网的影响。
图1是本发明所述的光伏辅助并网发电系统的结构框图，其中黑框中为本发明所述的光伏辅助并网发电控制系统的结构框 图2是本发明所述的光伏辅助并网发电系统的具体实施例的框 图3是本发明所述的光伏辅助并网发电的控制流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明所述的光伏辅助并网发电系统包括本发明所述的控制系统1、光伏组件2、公共电网3以及用户负载4。其中，所述控制系统I将光伏组件2产生的直流电流处理成市电对用户负载4供电，也可以在光伏组件2不发电或产生的电力少于市电补偿过程中的损耗时控制公共电网3直接对用户负载4供电。当光伏组件2产生的电力有剩余时，由控制系统I将剩余电力输入公共电网3 “储存”起来；当光伏组件2产生的电力不足但超过用户负载的10%时，公共电网3向控制系统I提供补偿电力，共同向用户负载供电；当光伏组件2产生的电力不足用户负载的10%时，由控制系统控制将光伏组件所发的电力直接输送给公共电网3。如图2所示，所述控制系统I包括直流升压模块、直流限功率变压模块、并网控制器、直流补偿模块、交流逆变模块、交流切换模块、监测模块和控制模块。其中，所述光伏组件I分别与所述第一 DC-DC变换器和第一电流电压检测电路相连接。直流升压模块由第一电压反馈检测电路、第一 DC-DC变换器和第一 PWM控制电路构成。第一电压反馈检测电路的输出与第一 P丽控制电路相连接，第一 PWM控制电路的输出与第一 DC-DC变换器相连接。第一 DC-DC变换器的输出与第二 DC-DC变换器、直流补偿电路、第一电压反馈检测电路和第二电压反馈检测电路相连接。直流限功率变压模块由第二 DC-DC变换器、第二 PWM控制电路、第二电压反馈检测电路和第三电压反馈检测电路构成。第二电压反馈检测电路的输出与第二 PWM控制电路相连接，第二 PWM控制电路的输出与第二 DC-DC变换器相连接。第二 DC-DC变换器的输出与第三电压反馈检测电路和并网逆变器相连接。第三电压反馈检测电路的输出与第二 PWM控制电路相连接。具体而言，所述直流限功率变压模块在控制模块、监测模块和并网逆变器配合下实现光伏组件输出的富余电能并网输出到公共电网“储存”起来。控制模块通过监测模块判断公共电网是否输出有补偿电流I，如果没有输出补偿电流I，则说明太阳能有富余，此时控制直流限功率模块增大输出功率，增加并网输出的电能；然后继续监测公共电网是否输出有补偿电流I，如果有输出补偿电流I，则说明并网输出的电量过大，此时控制直流限功率模块减小输出功率，减少并网输出的电能，由此保证光伏组件发电优先于公共电网发电的使用。也就是说，有输出补偿电流I时，首先降低并网输出的电能，优先向用户负载供电，如果仍有补偿电流I，则继续降低并网输出的功率直至关闭直流限功率变压模块。如果关闭直流限功率变压模块停止将光伏组件输出的电能并网输出，仍不能足够供应用户负载，则由公共电网进行补偿。并网逆变器包括单相并网逆变器或三相并网逆变器。并网逆变器的输出与公共电网3相连接。直流补偿模块由整流电路和直流补偿电路构成。整流电路的输出与直流补偿电路相连接。直流补偿电路的输出与DC-AC变换器和电压检测电路相连接。具体而言，在光伏组件的发电量少于用户负载的用电量时，直流升压模块输出的直流电压Ul会低于公共电网的市电经整流电路整流后输入直流补偿电路的直流电压U2，从而使得公共电网自动通过直流补偿电路对光伏组件产生的升压后直流电流进行补充供电，维持输入交流逆变模块的直流电压U3不变，保证用户负载的稳定供电。而在光伏组件的发电量多于用户负载的用电量时，直流升压模块输出的直流电压Ul会一直保持高于公共电网的市电经整流电路整流后输入直流补偿电路的直流电压U2，从而使得公共电网处于空载状态，不会对用户负载补充供电，维持由光伏组件独立对用户负载的稳定供电。交流逆变模块由DC-AC变换器、第三PWM控制电路和第四电压反馈检测电路构成。DC-AC变换器包括正弦波逆变器和线路滤波器，其中所述正弦波逆变器采用单相正弦波逆变器或三相正弦波逆变器。DC-AC变换器的输出与第四电压反馈检测电路、交流切换电路以及第二电流电压检测电路相连接。第四电压反馈检测电路的输出与第三PWM控制电路相连接。第三PWM控制电路的输出与DC-AC变换器相连接。交流切换模块由交流切换电路构成。交流切换电路的输出与用户负载相连接。监测模块由第一电流电压检测电路、第二电流电压检测电路、第三电流电压检测电路和电压检测电路构成。其中，第一电流电压检测电路与光伏组件2的输出相连接，以检测其输出的电流电压信号；第二电流电压检测电路与交流切换电路的输出相连接，以检测其输出的电流电压信号；第三电流电压检测电路与公共电网3的输出相连接，以检测其输出的电流和电压信号；电压检测电路与第一 DC-DC变换器的输出相连接，以检测其输出的电流电压信号。上述第一电流电压检测电路、第二电流电压检测电路、第三电流电压检测电路和电压检测电路的输出与单片机相连，向单片机提供检测获得的信号，以便单片机生成相关控制信号。控制模块由单片机及其外围电路构成。单片机的输出分别与第一 PWM控制电路、第二 PWM控制电路、第三PWM控制电路和交流切换电路相连接，以控制这些部件。公共电网3的输出与交流切换电路、整流电路以及第三电流电压检测电路相连接。光伏组件2的输出电能经过第一 DC-DC变换器、第一 PWM控制电路和第一电流电压检测电路I构成的DC-DC升压电路升压后输出到直流补偿电路，与公共电网经过整流电路输出到直流补偿电路的电能进行功率匹配后输送给DC-AC变换器，在直流补偿电路的干预下保证DC-DC升压电路的电能优先输出；当DC-DC升压电路的输出功率不足用户使用时，直流补偿电路自动加大公共电网的电能补充，以确保给用户的电能输出；在0(:-0(:升压电路输出功率足够时，直流补偿电路不从公共电网输入电能，公共电网处于空载状态。此时单片机通过第二 DC-DC变换器、第二 PWM控制电路、第二电压反馈检测电路和第三电压反馈检测电路构成的直流限功率变压模块向并网逆变器输出电能。单片机根据第三电流电压检测电路的输出信号来控制第二 PWM控制电路，将多余的电能输出到并网逆变器供给公共电网3。上述光伏辅助并网发电系统在单片机的调度下工作，如图3所示，控制工作步骤如下:
步骤1:第三电流电压检测电路检测公共电网3输出的电流电压信号，并将其提供给单片机；
步骤2:单片机根据上述信号对公共电网的输出进行判断，如公共电网失电则执行步骤3，否则执行步骤7;
步骤3:单片机输出控制信号关闭第二 PWM控制电路，
步骤4:单片机输出控制信号开启第一 PWM控制电路和第三PWM控制电路；
步骤5:单片机输出控制信号给交流切换电路断开公共电网3与用户负载4的连接；
步骤6:单片机输出控制信号给交流切换电路接通DC-AC变换器的输出与用户负载4的连接，由光伏组件2对用户负载4独立供电，然后执行步骤I ;
步骤7:第一电流电压检测电路检测光伏组件2输出的电流电压信号并将其提供给单片机；
步骤8:单片机根据上述信号对光伏组件是否有输出进行判断，如光伏组件2没有输出则执行步骤9，否则执行步骤11 ；
步骤9:单片机输出控制信号关闭第一 PWM控制电路、第二 PWM控制电路和第三PWM控制电路；
步骤10:单片机输出控制信号给交流切换电路接通公共电网3到用户负载4，由公共电网3对用户负载4独立供电，然后执行步骤I ;
步骤11:第二电流电压检测电路检测输入用户负载的电流电压信号并将其提供给单片机；
步骤12:单片机根据上述信号和第一电流电压检测电路检测得到的光伏组件2输出的电流电压信号，对光伏组件的输出和用户负载的用电量进行比较，如光伏组件2的输出不足用户负载用电量的10%，则执行步骤13，否则执行步骤16 ；
步骤13:单片机输出控制信号关闭第三PWM控制电路；
步骤14:单片机输出控制信号开启第一 PWM控制电路和第二 PWM控制电路，光伏组件2发的电通过升压、限功率变压和并网逆变器逆变成市电输入公共电网3，“储存”在公共电网3中； 步骤15:单片机输出控制信号给交流切换电路接通公共电网3到用户负载4，由公共电网3对用户负载4供电，然后执行步骤I ;
步骤16:单片机输出控制信号开启第一 PWM控制电路和第三PWM控制电路；
步骤17:单片机输出控制信号给交流切换电路接通DC-AC变换器的输出与用户负载4的连接；
步骤18:第三电流电压检测电路检测公共电网3输出的电流和电压信号并将其提供给单片机；
步骤19:电压检测电路检测直流补偿电路输出的电压信号并将其提供给单片机；
步骤20:单片机对上述信号进行比较，判断光伏组件2输出的电能是否有富余。如果直流补偿电路输出的电压大于公共电网3输出的电压,则光伏组件2输出的电能有富余；如果直流补偿电路输出的电压不大于公共电网3输出的电压，则光伏组件2输出的电能没有富余。为了防止出现误判，最好同时是对公共电网3输出的电流进行监测。如果公共电网3输出有电流，则此时公共电网3正在对光伏组件发电进行补偿，光伏组件2输出的电能没有富余；如果输出电流为零，则表示光伏组件2输出的电能可能有富余。光伏组件2输出的电能有富余时，控制模块输出控制信号开启直流限功率变压模块，将富余的电能通过并网逆变器输入公共电网3 “储存”起来。其中，富余多时，增大直流限功率变压模块的输出功率，富余少时，减小直流限功率变压模块的输出功率。没有富余时，控制模块输出控制信号关闭第二 PWM控制电路，即关闭直流限功率变压模块。此时公共电网3输出的电能通过整流电路输入直流补偿电路，对光伏组件2输出的电能进行直流补偿，然后执行步骤I。
权利要求
1.一种用于光伏辅助并网发电的控制系统，其特征在于包括以下部件: 直流升压模块，与光伏组件相连接，用于对光伏组件产生的直流电进行升压，其输出分别与直流补偿模块、直流限功率变压模块相连接； 直流限功率变压模块，与直流升压模块和控制模块相连接，其输出与并网逆变器相连接，用于根据控制信号将光伏组件输出的富余的电能输出给并网逆变器，进而输入公共电网； 并网逆变器，用于将直流限功率变压模块输出的直流电流逆变成市电输入公共电网，其输出与公共电网相连接； 直流补偿模块，与公共电网和直流升压模块相连接，用于在光伏组件的发电量小于用户负载的用电量时使得公共电网的市电可以对直流升压模块输出的直流电流进行补偿，并将补偿后的直流电流输出给所述交流逆变模块，其输出分别与交流逆变模块和监测模块相连接； 交流逆变模块，其输出与用户负载相连接，用于将直流补偿模块输出的直流电流逆变为市电后输出给用户负载； 交流切换模块，用于根据控制模块的控制，将用户负载的输入电流在公共电网和交流逆变模块之间切换； 监测模块，用于采集公共电网输出的电流电压信号、光伏组件输出的电流电压信号、交流切换模块输出的电流电压信号以及直流补偿模块输出的电压信号，并将上述信号发送给控制模块； 以及控制模块，与监测模块连接，用于接收监测模块输入的电流电压信号并根据上述信号发出控制信号分别控制直流升压模块、直流限功率变压模块、交流逆变模块和交流切换模块工作。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述直流升压模块由第一电压反馈检测电路、第一 DC-DC变换器和第一 PWM控制电路构成。
3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述直流限功率变压模块由第二DC-DC变换器、第二 PWM控制电路、第二电压反馈检测电路和第三电压反馈检测电路构成。
4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述并网逆变器包括单相并网逆变器或三相并网逆变器。
5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述直流补偿模块由整流电路和直流补偿电路构成。
6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述交流逆变模块由DC-AC变换器、第三PWM控制电路和第四电压反馈检测电路构成。
7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于:所述DC-AC变换器包括正弦波逆变器和线路滤波器，其中所述正弦波逆变器采用单相正弦波逆变器或三相正弦波逆变器。
8.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述交流切换模块由交流切换电路构成。
9.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述监测模块由第一电流电压检测电路、第二电流电压检测电路、第三电流电压检测电路和电压检测电路构成。
10.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于:所述控制模块由单片机及其外围电路构成。
11.一种光伏辅助并网发电系统，包括光伏组件、公共电网和用户负载，其特征在于还包括如权利要求1-10所述的任一控制系统。
12.如权利要求11所述的光伏辅助并网发电系统，其特征在于:所述光伏组件的发电量至少大于用户负载的用电量的10%。
13.—种使用如权利要求1-10所述的任一控制系统控制光伏辅助并网发电的方法,其特征在于包括以下步骤: (1)光伏组件开启进行发电； (2)控制模块判断公共电网是否失电； (3)如果公共电网失电，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块，开启直流升压模块和交流逆变模块，控制交流切换模块将交流逆变输出接通到用户负载，由光伏组件独立对用户负载供电； (4)如果公共电网不失电，则控制模块比较光伏组件的发电量和用户负载的用电量； 如果光伏组件的发电量大于用户负载的用电量，则控制模块输出控制信号启动直流升压模块和交流逆变模块，控制交流切换模块将交流逆变输出接通到用户负载，由光伏组件独立对用户负载供电，同时启动直流限功率变压模块，将光伏组件所发的富余电能通过并网逆变器逆变成市电 输入公共电网，实现富余电能并网； 其中，控制模块通过监测模块检测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果公共电网没有输出补偿电流并且直流补偿模块输出的直流电压高于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件发电有富余，此时控制模块控制直流限功率变压模块增大输出功率，将光伏组件所发的富余电能并网输出至公共电网；然后继续监测公共电网输出的补偿电流和直流补偿模块的输出电压，如果有公共电网补偿电流或者直流补偿模块输出的直流电压低于公共电网市电通过整流后的直流电压，则表明光伏组件输送给用户负载的电量不够，此时控制直流限功率变压模块减小输出功率，减少并网输出至公共电网的电量，直至关闭直流限功率变压模块，停止将光伏组件所发的电能并网输出至公共电网； 如果光伏组件的发电量小于用户负载的用电量，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块，由公共电网对光伏组件输出的电能进行直流补偿，共同向用户负载供电。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于所述步骤(4)还包括以下步骤: 如果公共电网不失电并且光伏组件的发电量小于用户负载的用电量，则进一步判断光伏组件的发电量是否小于用户负载的用电量的10%; 如果是，则启动直流生涯模块和直流限功率变压模块，关闭交流逆变模块，将光伏组件输出的电能全部通过并网逆变器逆变成市电输入公共电网，并控制交流切换模块将公共电网的输出接通到用户负载，由公共电网独立对用户负载供电； 如果否，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块，启动直流生涯模块和交流逆变模块，由公共电网对光伏组件输出的电能进行直流补偿，补偿后的直流电流经交流逆变模块逆变成市电后向用户负载供电。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于还包括以下步骤:如果公共电网有电，并且光伏组件没有输出，则控制模块输出控制信号关闭直流限功率变压模块、直流升压模块和交流逆变模块，并控制 交流切换模块将公共电网的输出接通到用户负载，由公共电网独立对用户负载供电。
全文摘要
本发明提供了一种用于光伏辅助并网发电的控制系统及其控制方法。所述系统包括以下部件直流升压模块，直流限功率变压模块，并网逆变器，直流补偿模块，交流逆变模块，交流切换模块，监测模块以及控制模块。所述方法包括以下步骤光伏组件开启进行发电；判断公共电网是否失电如果是，则由光伏组件独立对用户负载供电；如果否，且光伏组件的发电量大于用户负载的用电量，则由光伏组件独立对用户负载供电，同时将富余电能并网输入公共电网，如果光伏组件的发电量小于用户负载的用电量，则由公共电网对光伏组件输出的电能进行直流补偿。采用本发明所述的控制系统和方法，光伏发电的能源利用效率高，系统运行稳定。
文档编号H02J3/38GK103178549SQ20131013777
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月21日 优先权日2013年4月21日
发明者胥明军 申请人:胥明军