分布式光伏发电的电力系统的制作方法

本实用新型属于智能化控制技术领域，本实用新型提供一种分布式光伏发电的电力系统。

背景技术：

随着光伏发电系统研究的日益精进，大型光伏电站日益增多。如何将大型光伏电站无法用于实验研究是迫切需要解决的问题。

虽然当下电力系统与光伏发电技术比较普遍，但是如何将光伏发电与市电转换，如何将光伏发电与市电转换的模拟系统进行实现。现有社会缺少这样的技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种分布式光伏发电的电力系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型包括电力系统电路和光伏发电电路；

电力系统电路包括MPPT控制器、充电器Ⅰ、充电器Ⅱ、蓄电池BT1、蓄电池BT2、主逆变器、并网逆变器、并网逆变器滤波器、滑动电阻R1、滑动电阻R2、负载L1、负载L2、蜂鸣器T、温度计、湿度计、辐照计、开关 S1～S13；

MPPT控制器的一端与光伏发电电路相连接，另一输出端的一个端口与开关S1、S3、S4、S5、S6的一端相连接；开关S1、S3、S4、S5、S6的另一端分别与开关S2的一端、并网逆变器输入端的一个端口、滑动电阻R1的一端、负载L1的一端、蜂鸣器T的一端相连接；滑动电阻R1的另一端、负载 L1的另一端、蜂鸣器T的另一端接地；

开关S2的另一端与蓄电池BT1的正极、开关S7的一端相连接，开关 S7的另一端与充电器Ⅰ输出端的一个端口相连接；MPPT控制器输出端的另一个端口、充电器Ⅰ输出端的另一个端口均与蓄电池BT1的负极相连接；

并网逆变器输入端的一个端口与开关S3的另一端相连接，另一个端口与蓄电池BT1的负极相连接；并网逆变器输出端的一个端口通过开关S12与并网逆变器滤波器输入端的一个端口相连接，并网逆变器输出端的另一个端口直接与并网逆变器滤波器输入端的另一个端口相连接；并网逆变器滤波器输出端的一个端口与滑动电阻R2的一端、负载L2的一端、主逆变器输出端的一个端口相连接，并网逆变器滤波器输出端的另一个端口与滑动电阻R2 的另一端、负载L2的另一端、主逆变器输出端的另一个端口相连接。

充电器Ⅰ和充电器Ⅱ的输入端均接220V交流电，充电器Ⅱ输出端的一个端口通过开关S8后与蓄电池BT2的正极相连接，蓄电池BT2的正极依次通过开关S9、S11后与温度计、湿度计、辐照计的一端相连接；蓄电池BT2 的正极依次通过开关S9、S10后与主逆变器输入端的一个端口相连接；充电器Ⅱ输出端的另一个端口与蓄电池BT2的负极相连接，同时与主逆变器输入端的另一个端口、温度计的另一端、湿度计的另一端、辐照计的另一端相连接。

整个电力系统电路中，220V交流电为充电器Ⅰ和充电器Ⅱ充电，且蓄电池BT2只能通过充电器Ⅱ进行充电；蓄电池BT1可通过充电器Ⅰ进行充电，或者通过光伏发电电路进行充电。

蓄电池BT2给主逆变器供电，从而产生模拟市电；

蓄电池BT1或者光伏发电电路用于给并网逆变器供电；

滑动电阻R1、负载L1、蜂鸣器T用于直流电中模拟不同等级的负载用电；

滑动电阻R2、负载L2用于交流电中模拟市电中不同等级的负载用电；

光伏发电电路包括8个光伏板单元和多个二极管D11，每个光伏板单元包括一块光伏板、2个开关和一个二极管；8个光伏板单元以四种模式连接，包括：1*8并联模式、4*2并联模式、2*4并联模式、8*1串联模式；

每个光伏板单元包括光伏板P、开关S01、开关S02、二极管D22，具体连接关系如下：光伏板P的负极与开关S02的一端、二极管D22的正极、MPPT 控制器的输入端的一个端口相连接，光伏板P的正极与开关S02的另一端、二极管D22的负极、开关S01的一端相连接，开关S01的另一端与二极管D11 的正极相连接；二极管D11的负极与MPPT控制器的输入端的另一个端口相连接；

每个光伏板单元包括光伏板P、开关S01、开关S02、二极管D22，具体连接关系如下：光伏板P的负极与开关S02的一端、二极管D22的正极、MPPT 控制器的输入端的一个端口相连接，光伏板P的正极与开关S02的另一端、二极管D22的负极、开关S01的一端相连接，开关S01的另一端与二极管D11 的正极相连接；二极管D11的负极与MPPT控制器的输入端的另一个端口相连接。

当光伏发电电路以1*8并联模式发电时，每个光伏板单元与一个二极管 D11串联后作为一条并联的支路；且八个开关S01中，一个或多个开关S01 闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态。

当光伏发电电路以2*4并联模式发电时，两个光伏板单元与一个二极管 D11串联后作为一条并联的支路；八个开关S01中两个开关为一组在一条并联支路上，只要其中一组的开关S01闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态；当其中一块光伏板P损坏的时候，直接通过与该光伏板 P并联的二极管D22导通电路。

当光伏发电电路以4*2并联模式发电时，四个光伏板单元与一个二极管D11串联后作为一条并联的支路；八个开关S01中四个开关为一组，只要其中一组的开关S01闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态；当一组中任意一块光伏板P损坏的时候，直接通过与该光伏板P并联的二极管D22导通电路。

当光伏发电电路以8*1串联模式发电时，八个光伏板单元与一个二极管 D11串联后与MPPT控制器相连接；八个开关S01串联，所有开关S01闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态；当其中一块光伏板P损坏的时候，直接通过与该光伏板P并联的二极管D22导通电路。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型可以用于光伏发电系统研究，与真实光伏电站的工作原理和组成结构一致，模拟了大型光伏电站运行情况。

本实用新型解决了大型光伏电站无法用于实验研究。

本实用新型可以自由切换四种光伏阵列拓扑结构，模拟不同电站的光伏电池板连接情况。

本实用新型能够对光伏阵列中的每块电池板进行断路和短路控制，可用光伏阵列的故障诊断研究。

本实用新型可以实现模拟并网能力，可用于光伏新能源并网研究。

本实用新型可以单独研究MPPT控制、蓄电池充放电。

附图说明

图1为本实用新型电力系统图。

图2为本实用新型光伏发电电路1*8并联模式图。

图3为本实用新型光伏发电电路4*2并联模式图。

图4为本实用新型光伏发电电路2*4并联模式图。

图5为本实用新型光伏发电电路8*1串联模式图。

图6为本实用新型光伏发电电路4*2并联模式实施例图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

一种分布式光伏发电的电力系统，包括电力系统电路和光伏发电电路；

如图1所示，电力系统电路包括MPPT控制器、充电器Ⅰ、充电器Ⅱ、蓄电池BT1、蓄电池BT2、主逆变器、并网逆变器、并网逆变器滤波器、滑动电阻R1、滑动电阻R2、负载L1、负载L2、蜂鸣器T、温度计、湿度计、辐照计、开关S1～S13；

MPPT控制器的一端与光伏发电电路相连接，另一输出端的一个端口与开关S1、S3、S4、S5、S6的一端相连接；开关S1、S3、S4、S5、S6的另一端分别与开关S2的一端、并网逆变器输入端的一个端口、滑动电阻R1的一端、负载L1的一端、蜂鸣器T的一端相连接；滑动电阻R1的另一端、负载 L1的另一端、蜂鸣器T的另一端接地；

开关S2的另一端与蓄电池BT1的正极、开关S7的一端相连接，开关 S7的另一端与充电器Ⅰ输出端的一个端口相连接；MPPT控制器输出端的另一个端口、充电器Ⅰ输出端的另一个端口均与蓄电池BT1的负极相连接；

并网逆变器输入端的一个端口与开关S3的另一端相连接，另一个端口与蓄电池BT1的负极相连接；并网逆变器输出端的一个端口通过开关S12与并网逆变器滤波器输入端的一个端口相连接，并网逆变器输出端的另一个端口直接与并网逆变器滤波器输入端的另一个端口相连接；并网逆变器滤波器输出端的一个端口与滑动电阻R2的一端、负载L2的一端、主逆变器输出端的一个端口相连接，并网逆变器滤波器输出端的另一个端口与滑动电阻R2 的另一端、负载L2的另一端、主逆变器输出端的另一个端口相连接。

充电器Ⅰ和充电器Ⅱ的输入端均接220V交流电，充电器Ⅱ输出端的一个端口通过开关S8后与蓄电池BT2的正极相连接，蓄电池BT2的正极依次通过开关S9、S11后与温度计、湿度计、辐照计的一端相连接；蓄电池BT2 的正极依次通过开关S9、S10后与主逆变器输入端的一个端口相连接；充电器Ⅱ输出端的另一个端口与蓄电池BT2的负极相连接，同时与主逆变器输入端的另一个端口、温度计的另一端、湿度计的另一端、辐照计的另一端相连接。

整个电力系统电路中，220V交流电为充电器Ⅰ和充电器Ⅱ充电，且蓄电池BT2只能通过充电器Ⅱ进行充电；蓄电池BT1可通过充电器Ⅰ进行充电，或者通过光伏发电电路进行充电。

蓄电池BT2给主逆变器供电，从而产生模拟市电；

蓄电池BT1或者光伏发电电路用于给并网逆变器供电；

滑动电阻R1、负载L1、蜂鸣器T用于直流电中模拟不同等级的负载用电；

滑动电阻R2、负载L2用于交流电中模拟市电中不同等级的负载用电；

光伏发电电路包括8个光伏板单元和多个二极管D11，每个光伏板单元包括一块光伏板、2个开关和一个二极管；8个光伏板单元以四种模式连接，包括：1*8并联模式、4*2并联模式、2*4并联模式、8*1串联模式；

每个光伏板单元包括光伏板P、开关S01、开关S02、二极管D22，具体连接关系如下：光伏板P的负极与开关S02的一端、二极管D22的正极、MPPT 控制器的输入端的一个端口相连接，光伏板P的正极与开关S02的另一端、二极管D22的负极、开关S01的一端相连接，开关S01的另一端与二极管D11 的正极相连接；二极管D11的负极与MPPT控制器的输入端的另一个端口相连接；

如图2所示，当光伏发电电路以1*8并联模式发电时，八个开关S01中，一个或多个开关S01闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态；二极管D11用于防止电流回流损坏光伏板；

如图3所示，当光伏发电电路以2*4并联模式发电时，八个开关S01中两个开关为一组，只要其中一组的开关S01闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态；当其中一块光伏板P损坏的时候，直接通过与该光伏板P并联的二极管D22导通电路；二极管D11用于防止电流回流损坏光伏板；

如图4所示，当光伏发电电路以4*2并联模式发电时，八个开关S01中室个开关为一组，只要其中一组的开关S01闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态；当一组中任意一块光伏板P损坏的时候，直接通过与该光伏板P并联的二极管D22导通电路；二极管D11用于防止电流回流损坏光伏板；

如图5所示，当光伏发电电路以8*1串联模式发电时，八个开关S01串联，所有开关S01闭合，开关S02断开，则光伏发电电路处于正常工作状态；当其中一块光伏板P损坏的时候，直接通过与该光伏板P并联的二极管D22 导通电路；二极管D11用于防止电流回流损坏光伏板。

实施例1：

如图6所示，当光伏发电电路以2*4并联模式发电时，具体电路包括开关S30-S45，二极管D17-D28，光伏板1-8；

光伏板单元1包括开关S30和S31，二极管D18和光伏板1；其中开关 S31、二极管D18和光伏板1三者并联，开关S30的一端与并联输出端相连；

光伏板单元2包括开关S32和S33，二极管D19和光伏板2；其中开关S33、二极管D19和光伏板2三者并联，开关S32的一端与并联输出端相连；

光伏板单元1、光伏板单元2和二极管D17串联后作为一条并联的支路；二极管D17用于防止电流回流损坏光伏板；当光伏板1损坏时，电路通过二极管D19导通电路；

光伏板单元3包括开关S34和S35，二极管D21和光伏板3；其中开关 S35、二极管D21和光伏板3三者并联，开关S34与并联输出端相连；

光伏板单元4包括开关S36和S37，二极管D22和光伏板4；其中开关 S37、二极管D22和光伏板4三者并联，开关S36与并联输出端相连；

光伏板单元3、光伏板单元4和二极管D20串联后作为一条并联的支路；

光伏板单元5包括开关S38和S39，二极管D24和光伏板5；其中开关S39、二极管D24和光伏板5三者并联，开关S38与并联输出端相连；

光伏板单元6包括开关S40和S41，二极管D25和光伏板6；其中开关 S41、二极管D25和光伏板6三者并联，开关S40与并联输出端相连；

光伏板单元5、光伏板单元6和二极管D23串联后作为一条并联的支路；

光伏板单元7包括开关S42和S43，二极管D27和光伏板7；其中开关 S43、二极管D27和光伏板7三者并联，开关S42与并联输出端相连；

光伏板单元8包括开关S44和S45，二极管D28和光伏板8；其中开关 S45、二极管D28和光伏板8三者并联，开关S44与并联输出端相连；

光伏板单元7、光伏板单元8和二极管D26串联后作为一条并联的支路。