一种基于光伏逆变器的光伏电源稳压系统的制作方法

本发明涉及供电技术领域，更具体的说是涉及一种基于光伏逆变器的光伏电源稳压系统。

背景技术：

太阳能作为一种清洁的可再生能源，必将成为人类生活中重要的能源之一。光伏发电是将太阳能转换为可以方便使用的电能的重要途径，正在进行大规模的发展。光伏电源接入配电网后，由于馈线上的传输功率减少，使沿馈线各负载点的电压被抬高.可能导致电压偏移超标。另外，由于光伏电源的发电量受到天气和日照条件的影响，当日照条件良好时，光伏电源的输出电压较高，若当前线路处于轻载的状态，光伏电源会导致负载点的电压超出上限；相对的，在夜晚时，由于线路通常处于重负荷状态，而光伏电源的输出不足，无法改善负载点的电压。

因此，如何合理的控制光伏电源的运行，减少输出电压的波动，是我们亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于光伏逆变器的光伏电源稳压系统，能够合理的控制光伏电源的运行，减少输出电压的波动。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于光伏逆变器的光伏电源稳压系统，包括：光伏电源、储能电池、主控单元、光伏电源调整单元和光伏逆变器；主控单元分别与光伏电源、储能电池、光伏电源调整单元和光伏逆变器连接，光伏电源分别与储能电池和光伏电源调整单元连接，储能电池与光伏逆变器连接；

光伏电源，用于将太阳光辐射能直接转换为电能并存储在储能电池内；

光伏电源调整单元，用于通过调整光伏电源的朝向和倾角控制光伏电源的发电功率；

主控单元，用于采集储能电池的输出电压，根据输出电压通过光伏电源调整单元控制光伏电源的发电功率和储电电池的输出电压，并调整光伏逆变器的运行参数；

光伏逆变器，用于将储能电池的直流电源转换为交流电源并输入配电网。

进一步，光伏电源调整单元包括：光照传感器、角度控制器和角度调节模块，所述角度控制器分别与光照传感器和角度调节模块连接；

所述光照传感器，用于实时感应光照强度，根据光照强度的变化转化为不同的电压信号，利用电压信号的强弱体现光照角度的最优值，并将相应的调整角度数据传递至角度控制器；

角度调节模块，用于接收角度控制器下发的动作电流信号，根据动作电流信号，将光伏电源调节为下发的固定角度；

所述角度控制器，用于接收光照传感器的调整角度数据，并根据调整角度数据制定动作电流信号，发送至角度调节模块。

进一步，主控单元包括：电压电流检测模块、微控制模块、驱动模块、充放电保护模块，微控制模块分别与电压电流检测模块、驱动模块、充放电保护模块连接，电压电流检测模块和充放电保护模块分别与储能电池连接，驱动模块与光伏电源调整单元连接；

所述电压电流检测模块，用于对储能电池的输出电流和输出电压进行采样，并将采样后的数据发送至微控制模块；

所述微控制模块，用于采用预设数据对比算法对采用后的数据进行比对，根据比对结果向驱动模块发送脉冲宽度调制信号；

所述充放电保护模块，用于根据采样后的数据判断储能电池的状态，并根据储能电池的状态启动充放电保护；

所述驱动模块，用于根据脉冲宽度调制信号生成角度调整数据，并发送至角度控制器。

进一步，主控单元包括时钟模块，时钟模块与微控制模块连接；

所述时钟模块，用于读取当前时间，并判断当前时间是否为预设的高负荷时刻或用低负荷时刻，记录储能电池的充放电时间。

进一步，主控单元还包括数据采集模块，数据采集模块分别与储能电池和微控制模块连接；

所述数据采集模块，用于计算储能电池当前的剩余容量数据，并将剩余容量数据发送至微控制模块，微控制模块判断剩余容量数据是否小于储能电池的下限阈值，若是，微控制模块控制充放电保护模块启动放电保护；微控制模块判断剩余容量是否大于储能电池的上限阈值，若是，微控制模块控制充放电保护模块启动充电保护。

进一步，主控单元还包括储能模块，所述储能模块分别与光伏电源、储能电池和微控制模块连接；若当前时间为预设的低负荷时刻且充放电保护模块处于充电保护状态，微控制模块启动储能模块接入光伏电源，若当前时间为预设的高负荷时刻，微控制模块启动储能模块接入储能电池，并为储能电池充电。

进一步，光伏电源包括光伏阵列、汇流单元和dc/dc变换单元，所述光伏阵列通过汇流单元与dc/dc变换单元连接，dc/dc变换单元与储能电池和储能模块连接。

进一步，储能电池的下限阈值为储能电池总容量的40%，储能电池的上限阈值为储能电池总容量的95%。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种基于光伏逆变器的光伏电源稳压系统，能够实时采集储能电池的输出电压，通过调整光伏电源的朝向和倾角控制光伏电源的发电功率，减少输出电压的波动，并同步进行储能电池的充放电保护。同时，在光伏电源的运行过程中，根据当光照强度进行光伏电源的太阳能采集角度调整，保证了光伏电源的采集效率。

另外，本发明采用了储能模块作为备用的电能存储介质，并能够根据当前是否为用电高峰期或低谷期进行光伏发电的调度。在用电低谷期时，储能模块能够在储能电池处于充电保护状态下收集多余的电能，并在用电高峰期时为储能电池进行供电，最大限度的保证了光伏电源的稳定输出。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

附图1是本发明的系统结构图。

图中，1为光伏电源；2为储能电池；3为主控单元；4为光伏电源调整单元；5为光伏逆变器；11为光伏阵列；12为汇流单元；13为dc/dc变换单元；31为电压电流检测模块；32为微控制模块；33为驱动模块；34为充放电保护模块；35为时钟模块；36为数据采集模块；37为储能模块；41为光照传感器；42为角度控制器；43为角度调节模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。

如图1所示的一种基于光伏逆变器的光伏电源稳压系统，包括：光伏电源1、储能电池2、主控单元3、光伏电源调整单元4和光伏逆变器5；主控单元3分别与光伏电源1、储能电池2、光伏电源调整单元4和光伏逆变器5连接，光伏电源1分别与储能电池2和光伏电源调整单元4连接，储能电池2与光伏逆变器5连接。

一、光伏电源1，用于将太阳光辐射能直接转换为电能并存储在储能电池2内。光伏电源1包括光伏阵列11、汇流单元12和dc/dc变换单元13，所述光伏阵列11通过汇流单元12与dc/dc变换单元13连接，dc/dc变换单元13与储能电池2和储能模块37连接。

二、光伏电源调整单元4，用于通过调整光伏电源1的朝向和倾角控制光伏电源1的发电功率。

光伏电源调整4单元包括：光照传感器41、角度控制器42和角度调节模块43，所述角度控制器42分别与光照传感器41和角度调节模块43连接。

光照传感器41，用于实时感应光照强度，根据光照强度的变化转化为不同的电压信号，利用电压信号的强弱体现光照角度的最优值，并将相应的调整角度数据传递至角度控制器42。

角度调节模块43，用于接收角度控制器42下发的动作电流信号，根据动作电流信号，将光伏电源1调节为下发的固定角度.

角度控制器42，用于接收光照传感器41的调整角度数据，并根据调整角度数据制定动作电流信号，发送至角度调节模块43。

三、主控单元3，用于采集储能电池2的输出电压，根据输出电压通过光伏电源调整单元4控制光伏电源1的发电功率和储电电池的输出电压，并调整光伏逆变器5的运行参数。

主控单元3包括：电压电流检测模块31、微控制模块32、驱动模块33、充放电保护模块34、时钟模块35、数据采集模块36和储能模块37。微控制模块分别32与电压电流检测模块31、驱动模块33、充放电保护模块34、时钟模块35、数据采集模块36和储能模块37连接，储能电池2分别与电压电流检测模块31、充放电保护模块34、数据采集模块36、储能模块37连接，驱动模块33与光伏电源调整单元4连接；储能模块37与光伏电源1连接。

电压电流检测模块31，用于对储能电池2的输出电流和输出电压进行采样，并将采样后的数据发送至微控制模块32。

微控制模块32，用于采用预设数据对比算法对采用后的数据进行比对，根据比对结果向驱动模块33发送脉冲宽度调制信号。

充放电保护模块34，用于根据采样后的数据判断储能电池2的状态，并根据储能电池2的状态启动充放电保护；

驱动模块33，用于根据脉冲宽度调制信号生成角度调整数据，并发送至角度控制器42。

时钟模块35，用于读取当前时间，并判断当前时间是否为预设的高负荷时刻或用低负荷时刻，记录储能电池2的充放电时间。

数据采集模块36，用于计算储能电池2当前的剩余容量数据，并将剩余容量数据发送至微控制模块32，微控制模块32判断剩余容量数据是否小于储能电池2的下限阈值，若是，微控制模块32控制充放电保护模块34启动放电保护；微控制模块32判断剩余容量是否大于储能电池2的上限阈值，若是，微控制模块32控制充放电保护模块34启动充电保护。

其中，储能电池2的下限阈值为储能电池2总容量的40%，储能电池2的上限阈值为储能电池2总容量的95%。

储能模块37的具体使用方法包括：若当前时间为预设的低负荷时刻且充放电保护模块34处于充电保护状态，微控制模块32启动储能模块37接入光伏电源1，若当前时间为预设的高负荷时刻，微控制模块32启动储能模块接入储能电池2，并为储能电池2充电。

四、光伏逆变器5，用于将储能电池的直流电源转换为交流电源并输入配电网。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。

同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。