一种微网光伏逆变器智能调控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种微网光伏逆变器智能调控装置，电源模块与中心控制模块相连。电压检测电路和电流滤波电路均与配电电网相连，电压检测电路的输出端经电压滤波电路连接通信模块的一输入端，电流检测电路的输出端经电流滤波电路连接通信模块的另一输入端，通信模块的输出端连接中心控制模块的输入端。中心控制模块的输出端分为N路，每一路输出端均与一比较器的一输入端相连，每路比较器的输出均经一驱动电路与一继电器的输入端相连，每路继电器的输出端连接一个光伏微网的逆变器。上述N个比较器的阈值各不相同。本实用新型能够自动检测当前电网负载功率，并根据需求对相应微网逆变器机组进行自动调控。
【专利说明】一种微网光伏逆变器智能调控装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光伏发电【技术领域】，具体涉及一种微网光伏逆变器智能调控装 置。
【背景技术】
[0002] 光伏发电作为世界各国新能源开发的重要方向，光伏产业得到飞速发展。分布式 发电作为光伏发电的一种重要形式，可就近给本地负载供电，能够就地消化电力，节省输变 电投资，与传统能源形成一种优势互补，逐渐形成了一种光伏微网发电方式，其主要由微电 源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，能够实现自我控制、保护和管理的自治系 统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
[0003] 用电负荷是一个随时不断变动的量，对一个地区而言，负荷变化的特性主要取决 于用电行业结构、地域、季节变化、白昼变化、经济发展和生活水平。用电负荷在时间上的不 均衡性使得某一时段用电较多，某一时段用电较少，这就形成了用电高峰负荷与低谷负荷。 用电负荷在不同季节或在工作日和节假日中出现用电高峰期和低谷期的周期性变化，在一 些用电小区，用电高峰期和低谷期的用电负荷有时相差百倍甚至千倍。
[0004] 电负荷峰谷差愈大，电网运行越不经济。对于大功率逆变器，主电路功率开关器件 电流大，电路的耗散功率大，散热严重，变压器无功功率损耗也大。当电网负载消耗电能较 少时，光伏微网逆变器所产生的电能大部分将被自身以无功功率或者热能消耗掉。这样光 伏微网发电效率随着负载功耗降低而降低，同时逆变器常年不间断工作，设备元件损耗较 快，易老化。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微网光伏逆变器智能调控装置，其能 够自动检测当前电网负载功率，并根据需求对相应微网逆变器机组进行自动调控。
[0006] 为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0007] 一种微网光伏逆变器智能调控装置，主要由电源模块、中心控制模块、电压检测电 路、电流检测电路、电压滤波电路、电流滤波电路、通信模块、N个比较器、N个驱动电路和N 个继电器组成。上述N个比较器的阈值各不相同；电源模块与中心控制模块相连。电压检 测电路和电流滤波电路均与配电电网相连，电压检测电路的输出端经电压滤波电路连接通 信模块的一输入端，电流检测电路的输出端经电流滤波电路连接通信模块的另一输入端， 通信模块的输出端连接中心控制模块的输入端。中心控制模块的输出端分为N路，每一路 输出端均与一比较器的一输入端相连，每路比较器的输出均经一驱动电路与一继电器的输 入端相连，每路继电器的输出端连接一个光伏微网的逆变器。上述N为光伏微网的个数。
[0008] 上述方案中，所述中心控制器连接检测模块，并在功率值达到逆变器开启阈值时， 输出相应电压信号给比较器。
[0009] 上述方案中，所述比较器采用滞回比较器。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：
[0011] 1、通过多个阈值不同的比较器进行组合，能够自动检测当前电网负载功率，并根 据需求对相应微网逆变器机组进行自动调控，在用电高峰期时，开启多组逆变器，在用低峰 期时，在保证满足负载用电负荷的情况下，关闭相应微网的多余逆变器机组，减少逆变器自 身的无功功率损耗和发热损耗，提高能源的利用率，减小功率开关器件的损耗，延长逆变器 的使用寿命。
[0012] 2、通过CAN现场总线技术实现调控装置与各分布式逆变系统之间的通信，与常用 的RS 232/485通讯方式相比，数据传输效率高，可靠性好。
[0013] 3、可以适用于独立运行模式下的光伏微网发电系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为一种微网光伏逆变器智能调控装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 一种微网光伏逆变器智能调控装置，如图1所示，其主要由反馈式电源模块、中心 控制模块、显示模块、电压检测电路、电流检测电路、电压滤波电路、电流滤波电路、通信模 块、N个滞回比较器、N个驱动电路和N个继电器组成；其中N为光伏微网的个数。N个滞回 比较器的阚值各不相同，且N个滞回比较器的阈值间隔相等并逐步递增。通信模块包括电 压CAN收发器、电流CAN收发器和CAN集线器。反馈式电源模块与中心控制模块相连。显示 模块连接在中心控制模块上。电压检测电路和电流滤波电路均与配电电网相连。电压CAN 收发器的输入端与电压滤波电路的输出端相连，电流CAN收发器的输入端与电流滤波电路 的输出端相连，电压CAN收发器和电流CAN收发器的输出端同时连接CAN集线器的输入端， CAN集线器的输出端连接中心控制模块。中心控制模块的输出端分为N路，每一路输出端均 与一滞回比较器的一输入端相连，每路滞回比较器的输出均经一驱动电路与一继电器的输 入端相连，每路继电器的输出端连接一个光伏微网的逆变器。
[0016] 检测模块，包括电流检测模块和电压检测模块，用于监测当前配电电网的本地负 载的电压和电流情况。并将模拟信号转化为适合中心控制模块处理的数字信号。电流检测 模块和电压检测模块输入端与配电电网的本地负载相连，输出端与CAN收发器连接，将检 测结果实时通过CAN收发器传递给中心控制模块。
[0017] 滤波电路，包括电流滤波电路和电压滤波电路，用于将检测模块检测到的电流和 电压信号滤波，减小电压电流信号由于干扰产生的波动。
[0018] 通信模块，包括CAN集线器、电流CAN收发器和电压CAN收发器。电流和电源CAN 收发器的输入端与相应的检测模块的输出端连接，输出端与CAN集线器连接。CAN集线器输 出端与中心控制模块输入端连接，将各收发器传来的数据输入给中心控制模块。采用CAN 总线技术实现中心控制模块与多个光伏并网逆变器之间的通信，抗千扰能力强，保证数据 通信的可靠性和实时性，同时具有很好误差检测机制。中心控制器通过CAN集线器与分布 式逆变器系统和检测模块相连构成星型结构，每个单根电缆只连接一个分布式逆变器及检 测模块。
[0019] 反激式电源输入端与光伏储能设备连接，输出端与中心控制器连接。通过DC\DC 变换产生所需直流电压，保证本调控装置在任何情况下能够控制逆变器的正常开启和关 闭。
[0020] 显示装置，其输入端与中心控制模块连接，可显示当前各组逆变器工作状态。
[0021] 中心控制器，连接检测模块，并在功率值达到逆变器开启阈值时，输出相应电压信 号给比较器，主要完成实时负载功率的计算和并将实时负载功率转换成相应的实时负载电 压送入滞回比较器进行阈值比较。即：首先根据收集电流检测模块和电压检测模块采集到 的配电电网的本地负载的电流I和电压U，通过公式P二IU计算出实时负载功率P，分析负 载功率大小。然后根据计算出的实时负载功率P和电阻R,通过公式F' = ，计算出实施 功率所对应的实时负载电压U'。最后将实时负载电压IT同时送入所有的滞回比较器中。 R为设定值，其设定值须使滞环比较器的输入电压在其工作范围之内。
[0022] 滞回比较器，主要起抗千扰作用，防止由于用电负荷在设定阈值的临界点附近变 化造成控制电路反复动作，避免微网相应的逆变器频繁开或关。连接中心控制器与驱动电 路。每个滞回比较器均设有具有一个固定的阈值，且这些阈值各不相同，并依次递增。当中 心控制器送入实时负载电压LT超过该滞回比较器的固定阈值时，则通过对应支路的驱动 电路传送启动信号至对应支路的继电器，让所对应支路的逆变器启动，即所对应的光伏微 网启动工作。反之，当中心控制器送入实时负载电压U'低于该滞回比较器的固定阈值时， 则通过对应支路的驱动电路传送停止信号至对应支路的继电器，让所对应支路的逆变器启 动，即所对应的光伏微网停止工作。
[0023] 驱动电路，用于接收滞回比较器发出的控制信号，并将此信号发送给继电器，控制 继电器的开或断。
[0024] 继电器，信号输入端与驱动电路的输出端相连，接收控制信号。继电器的两端分别 与光伏电板和逆变器系统连接。可根据控制信号连接或断开光伏电板和逆变器系统。
【权利要求】
1. 一种微网光伏逆变器智能调控装置，其特征在于：主要由电源模块、中心控制模块、 电压检测电路、电流检测电路、电压滤波电路、电流滤波电路、通信模块、N个比较器、N个驱 动电路和N个继电器组成；上述N个比较器的阈值各不相同；电源模块与中心控制模块相 连； 电压检测电路和电流滤波电路均与配电电网相连，电压检测电路的输出端经电压滤波 电路连接通信模块的一输入端，电流检测电路的输出端经电流滤波电路连接通信模块的另 一输入端，通信模块的输出端连接中心控制模块的输入端； 中心控制模块的输出端分为N路，每一路输出端均与一比较器的一输入端相连，每路 比较器的输出均经一驱动电路与一继电器的输入端相连，每路继电器的输出端连接一个光 伏微网的逆变器； 上述N为光伏微网的个数。
2. 根据权利要求1所述的一种微网光伏逆变器智能调控装置，其特征在于：所述中心 控制器连接检测模块，并在功率值达到逆变器开启阈值时，输出相应电压信号给比较器。
3. 根据权利要求1或2所述的一种微网光伏逆变器智能调控装置，其特征在于：所述 比较器采用滞回比较器。
【文档编号】H02J3/38GK204068288SQ201420520487
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】范宝奇, 罗晓曙, 廖志贤 申请人:广西师范大学