光伏直流能效管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池管理设备，尤其涉及一种光伏直流能效管理系统。
【背景技术】
[0002]目前分布式光伏发电系统中无论是自发自用还是自发自用、余电上网或者是发电全部上网等方案，它们共同特点是光伏发电系统输出为交流电，而负载的供电来自光伏发电和电网供电两者之一，这两个供电系统不能形成互为备份的冗余供电关系。现有的光伏发电系统只是一种简单的能源补充，既不能对现有的各种能效进行管理也不能改善现有的能源使用效率低下以及供电电网质量低下等问题。随着社会经济不断的发展，用电设备越来越多，数量也不断加大，规格繁杂。这些设备大部分为非线性负载，随着这些设备的大量使用，导致负荷严重的非线性，产生电压瞬变电流浪涌及谐波等不良的电力现象，消耗了大量的无功功率，导致电力系统功率因数低下，电力污染严重，不仅存在电能浪费，而且对设备的安全运行造成巨大影响。
【发明内容】
[0003]本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对现在光伏发电系统输出为交流电，负载的供电来自光伏发电和电网供电两者之一，这两个供电系统不能形成互为备份的冗余供电关系的情况，提出了一种光伏直流能效管理系统。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光伏直流能效管理系统，该光伏直流能效管理系统包括:电网电路，电网电路一端连接外部电网，另一端连接外部负载，电网电路从连接外部电网一端起依次并联一个EMI滤波器、并联一个整流二极管、串联一个电感L1、并联一个电容Cl以及串联一个二极管Dl;光伏电路，光伏电路一端连接外部的太阳能电池，另一端与电网电路并联，并联位置在电容与外部负载之间，光伏电路从连接太阳能电池一端起，依次并联有一个太阳能输出单元，串联有一个二极管D2;储能组件电路，储能组件电路包括储能组件以及充放电管理单元，储能组件以及充放电管理单元并联在电网电路上，并联位置在电容与外部负载之间；控制器，控制器与太阳能输出单元、充放电管理单元以及外部负载连接，控制它们的工作状态。
[0005]其中，控制器与一个辅助电源相连接，辅助电源给控制器供电。
[0006]其中，光伏电路上进一步并联有一个防雷装置，防雷装置设置于太阳能电池与太阳能输出单元之间。
[0007]其中，防雷装置以及EMI滤波器接外壳。
[0008]其中，太阳能输出单元包括电感L2、M0S管M1、二极管D3以及电容C2，电感L2—端连接太阳能电池的负极，另一端连接MOS管Ml的漏极，MOS管Ml的源极连接太阳能电池的正极，二极管D3正极连接MOS管Ml的漏极，负极连接二极管D2的正极，电容C2—端连接二极管D3的负极，另一端连接MOS管Ml的源极。
[0009]其中，充放电管理单元包括电感L3、M0S管M2以及MOS管M3，电感L3—端与储能组件的负极连接，另一端与MOS管M2的漏极连接，MOS管M2的源极与储能组件的正极连接，MOS管M3的漏极与MOS管M2的漏极，MOS管M3的源极与电网电路连接。
[0010]实施本发明实施例，具有如下有益效果:1、首次提出采用直流供电方式进行能效管理，改善供电质量，减少电力污染，提高电能应用效率。2、光伏发电不经过逆变环节，采用直流输出，直接给设备供电，提高了光伏发电利用效率。3、电网输入经过整流后加入电感进行集中无功率因数补偿再分配给不同的非线性负载用电。集中无功率因数补偿有效降低补偿成本，同时提高了电力系统的功率因数，减少了无功功率。4、光伏发电的直流输出和电网整流后的直流并联，组成冗余供电，形成两路供电，提高负载供电的可靠性，保证了重要设备的不间断运行。5、系统中引入了储能组件，采用双向变换器进行充放电管理。系统中的储能组件既能对多余的光伏发电进行存储，同时对用电负载中出现的再生能量(如电机类负载制动能量)进行存储有效地提高了电能使用效率。当电网断电同时光伏发电不足或没有时，储能组件能够提供后备能源，确保重要负载的可靠运行。6、电网供电，光伏发电，储能组件三者组成系统的供电部分，三者互为备份，系统对不同负载进行分类管理，高效合理地分配电能，整个系统可以通过远程监控。
【附图说明】
[0011]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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本发明提供的光伏直流能效管理系统的电路图；
[0013]图2是本发明提供的光伏直流能效管理系统的太阳能输出单元的电路图；
[0014]图3是本发明提供的光伏直流能效管理系统的充放电管理单元的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]请参见图1，图1是本发明提供的光伏直流能效管理系统的电路图。光伏直流能效管理系统包括:电网电路1、光伏电路2、储能组件电路3以及控制器4。
[0017]电网电路I一端连接外部电网，另一端连接外部负载5，外部电网为交流电。电网电路I包括EMI滤波器11 (Electro-Magnetic Interf erence，电磁干扰)、整流二极管12、电感L1、电容Cl以及二极管Dl。从连接外部电网一端起依次并联一个EMI滤波器11、并联一个整流二极管12、串联一个电感L1、并联一个电容Cl以及串联一个二极管DUEMI滤波器11接外壳，二极管DI的正极与整流二极管12的负极连接。
[0018]光伏电路2—端连接太阳能电池6，另一端与电网电路I并联，并联位置在电容Dl与外部负载6之间。光伏电路2包括防雷装置21、太阳能输出单元22以及二极管D2。从连接太阳能电池一端依次并联有一个防雷装置21、并联有一个太阳能输出单元22以及串联有一个二极管D2。防雷装置21接外壳，二极管D2的阳极与太阳能电池6相连。
[0019]请参见图2，图2是本发明提供的光伏直流能效管理系统的太阳能输出单元的电路图。太阳能输出单元22包括电感L2、M0S管Ml(metal oxide semiconductor，金属一绝缘体一半导体)、二极管D3以及电容C2，电感L2—端连接太阳能电池的负极，另一端连接MOS管Ml的漏极，MOS管Ml的源极连接太阳能电池的正极，二极管D3正极连接MOS管Ml的漏极，负极连接二极管D2的正极，电容C2—端连接二极管D3的负极，另一端连接MOS管Ml的源极。
[0020]储能组件电路3包括储能组件31以及充放电管理单元32，储能组件31以及充放电管理单元32并联在电网电路I上，并联位置在电容Dl与外部负载6之间。
[0021]请参见图3，图3是本发明提供的