一种太阳能并网发电系统的制作方法

本发明涉及一种发电系统，具体是一种太阳能并网发电系统。

背景技术：

世界经济的发展进入21世纪以来，各国对能源的消耗与日俱增。众多不可再生能源的消耗殆尽和环境污染问题的日益严重，已成为制约人类社会可持续发展的两个关键性因素。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，全球对环境保护和新能源开发的高度关注，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。其中太太阳能作为一种最清洁、最充足的新型能源，一方面,太阳能在使用过程中,基本上没有污染物排放,清洁干净;另一方面,太阳能辐射到地球上的能量高达约1.8x1011兆瓦,是目前地球所有能源消耗的许多倍拥有其他能源不可比拟的优势，因此开发和利用太阳能，对于缓解能源危机和环境污染有着重大的现实意义，成为世界各国争相发展的热点。在太阳能的各种应用中，光伏发电备受关注。然而，光伏电池的输出特性具有强烈的非线性，并且受外界环境因素影响大，所以如何有效的利用太阳能，提高太阳能利用效率，成为太阳能利用中迫切需要解决的一个问题。

从能源供应安全和清洁利用的角度出发，世界各国把太阳能的商业化开发和利用作为重要的发展趋势。自20世纪80年代以来，光伏发电产业每年以30%~40%的速度递增，可以说是世界上增长最快的高新技术产业之一。利用太阳能发电的光伏发电技术被用于许多需要电源的场合，上至航天器，下至儿童玩具，光伏电源无处不在。为了鼓励开发利用太阳能，各国政府积极制定各项优惠政策来推动光伏发电产业的发展。国际能源组织(IEA)于1991和1997年相继两次启动光伏计划，许多国家也相继制定了本国的屋顶计划，使得光伏发电技术如旭日东升，蓬勃发展。从世界范围来讲，光伏发电已经完成了初期开发和示范阶段，现在正在向大批量生产和规模应用发展，从最早作为小功率电源发展到现在作为公共电力的并网发电，其应用范围已遍及几乎所有的用电领域。

我国幅员辽阔，大部分地区太阳能资源丰富，具备发展太阳能的环境条件。光伏发电技术在我国起步较晚，但是发展速度很快。20世纪70年代，我国开始光伏发电技术的研究，最初主要用于空间。到70年代中后期，我国形成了自己的光伏产业，光伏发电技术的应用逐渐扩大到地面。经过几十年的努力，我国的光伏电池技术不断进步，光伏发电产业有了很大的发展，与发达国家的差距在不断缩小。近年来，我国对光伏市场的投资持续升温，光伏企业迅速增加到400家左右，短短三年内，涉足光伏产业的上市公司已达到12家之多。这些加快了我国在光伏研究和产业方面的发展。2004年太阳能电池的产量首次超过了印度，2005年中国太阳能电池生产总量达139MW，2006年达到400MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，产能则达到惊人的1180MW，2007年全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦(100MW)，太阳能电池生产能力达到290万千瓦(2900MW)，年产量达到1188MW，超过日本和欧洲，占了全球的29％，跃居世界第一位，一举超过了日本在此领域的霸主地位。我国以3年产量增长45倍，产能增加125倍而成为全球发展最快的国家。到2008年底，全国光伏系统的累计装机容量达到140MW。

光伏并网系统作无功补偿器及有源电力滤波器最初光伏并网的目的无非是将光伏阵列的直流电能变换成符合要求的交流电能送向电网，但是随着对光伏并网系统研究的日益深入，其功能也在不断地在拓展。在高性能的数字信号处理器应用到光伏并网系统的控制以后，原先由硬件电路完成的锁相功能可以用软件锁相环来完成，可以方便地对软件进行设定，来调整并网电流和电网电压之间的相位差，这样在有调度要求的情况下,大功率三相光伏并网系统向电网注入有功功率的同时，可以实现对电网的无功补偿。从谐波理论和既有的实践看，只要通过软件设定还可以实时调整并网电流的瞬时值，从而迅速改变并网电流的瞬时波形，来实现对电网电压的谐波对抗。这样，光伏并网系统可以用作抑制谐波的有源电力滤波器（Active Power Filter），这是光伏并网系统进入电力网的重要技术支撑。澳大利亚西澳电力司和佩斯的科廷大学己在这一领域内作出了可喜的探索工作，其效果显著并受到国际上许多国家的重视，被认为是一项具有创新及长远经济、环保、节能意义的研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种太阳能并网发电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能并网发电系统，包括:第一电压采集电路、第二电压采集电路、第一AD转换器、第二AD转换器、单片机、第一光藕合器、第二光藕合器、第三光藕合器、第一开关管、第二开关管、第三开关管和汇流箱；所述第一电压采集电路和第二电压采集电路分别连接所述第一AD转换器和第二AD转换器，用于分别采集太阳能路灯中的太阳能电池的第一电压和蓄电池的第二电压，并将第一电压和第二电压分别传输至所述第一AD转换器和第二AD转换器；所述第一AD转换器和第二AD转换器均连接所述单片机，用于分别将第一电压和第二电压转换成数字信号并发送至所述单片机；所述单片机连接所述第一光藕合器、第二光藕合器和第三光藕合器；所述第一光藕合器、第二光藕合器和第三光藕合器分别连接所述第一开关管、第二开关管和第三开关管，所述第一开关管用于连接所述太阳能电池和蓄电池，所述第二开关管用于连接所述蓄电池和太阳能路灯中的灯具，所述第三开关管用于连接所述太阳能电池和所述汇流箱； 所述单片机用于在所述第二电压大于等于第一阂值时，通过所述第一光藕合器控制所述第一开关管关闭，并通过所述第三光藕合器控制所述第三开关管打开，以将太阳能电池的电能输出至汇流箱；所述单片机用于在所述第二电压大于第二阂值，且第一电压小于第二电压时，通过所述第三光藕合器控制所述第三开关管关闭，通过所述第一光藕合器控制第一开关管打开或通过所述第二光藕合器控制第二开关管打开。

作为本发明进一步的方案：第一电压采集电路包括串联的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻串联后与所述太阳能电池并联，且所述第一电阻和第二电阻之间的连接点连接所述第一AD转换器；第二电压采集电路包括串联的第三电阻和第四电阻，第三电阻和第四电阻串联后与所述蓄电池并联，且所述第三电阻和第四电阻之间的连接点连接所述第二AD转换器。

作为本发明进一步的方案：所述第一开关管的源极连接所述太阳能电池的正极，漏极连接所述蓄电池的正极，栅极连接所述第一光藕合器；所述第二开关管与灯具串联后的连接所述蓄电池的两端，第二开关管的栅极连接所述第二光藕合器；所述第三开关管与所述汇流箱串联后与所述太阳能电池并联，第三开关管的源极连接所述第一开关管的源极，漏极连接所述汇流箱J3，栅极连接所述第三光藕合器。

作为本发明进一步的方案：所述第一开关管的源极和所述太阳能电池的正极之间还连接有第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述太阳能电池的正极，负极连接所述第三开关管的源极。

作为本发明进一步的方案：还包括与第三电阻和第四电阻并联的第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述蓄电池的负极，负极连接所述蓄电池的正极。

作为本发明再进一步的方案：所述单片机通过将第一脉冲调制信号输入所述第一光藕合器，以使所述第一光藕合器输出第一开关信号至所述第一开关管;所述单片机通过将第二脉冲调制信号输入所述第二光藕合器，以使所述第二光藕合器输出第二开关信号至所述第二开关管;所述单片机通过将第三脉冲调制信号输入所述第三光藕合器，以使所述第三光藕合器输出第三开关信号至所述第三开关管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过实时监控太阳能电池和蓄电池的电压，根据蓄电池的电压状态判断蓄电池充电是否需要充电，这样在蓄电池不需要充电时，太阳能电池的余电可以通过汇流箱输出至电网，避免了多余的电能被浪费。

附图说明

图1为太阳能并网发电系统的电路图；

图2为太阳能并网发电系统中单片机电路图；

图3为太阳能并网发电系统中三个光耦的电路图。

具体实施方式

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。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种太阳能并网发电系统，包括:第一电压采集电路、第二电压采集电路、第一AD转换器、第二AD转换器、单片机、第一光藕合器、第二光藕合器、第三光藕合器、第一开关管、第二开关管、第三开关管和汇流箱；所述第一电压采集电路和第二电压采集电路分别连接所述第一AD转换器和第二AD转换器，用于分别采集太阳能路灯中的太阳能电池的第一电压和蓄电池的第二电压，并将第一电压和第二电压分别传输至所述第一AD转换器和第二AD转换器；所述第一AD转换器和第二AD转换器均连接所述单片机，用于分别将第一电压和第二电压转换成数字信号并发送至所述单片机；所述单片机连接所述第一光藕合器、第二光藕合器和第三光藕合器；所述第一光藕合器、第二光藕合器和第三光藕合器分别连接所述第一开关管、第二开关管和第三开关管，所述第一开关管用于连接所述太阳能电池和蓄电池，所述第二开关管用于连接所述蓄电池和太阳能路灯中的灯具，所述第三开关管用于连接所述太阳能电池和所述汇流箱； 所述单片机用于在所述第二电压大于等于第一阂值时，通过所述第一光藕合器控制所述第一开关管关闭，并通过所述第三光藕合器控制所述第三开关管打开，以将太阳能电池的电能输出至汇流箱；所述单片机用于在所述第二电压大于第二阂值，且第一电压小于第二电压时，通过所述第三光藕合器控制所述第三开关管关闭，通过所述第一光藕合器控制第一开关管打开或通过所述第二光藕合器控制第二开关管打开；第一电压采集电路包括串联的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻串联后与所述太阳能电池并联，且所述第一电阻和第二电阻之间的连接点连接所述第一AD转换器；第二电压采集电路包括串联的第三电阻和第四电阻，第三电阻和第四电阻串联后与所述蓄电池并联，且所述第三电阻和第四电阻之间的连接点连接所述第二AD转换器；所述第一开关管的源极连接所述太阳能电池的正极，漏极连接所述蓄电池的正极，栅极连接所述第一光藕合器；所述第二开关管与灯具串联后的连接所述蓄电池的两端，第二开关管的栅极连接所述第二光藕合器；所述第三开关管与所述汇流箱串联后与所述太阳能电池并联，第三开关管的源极连接所述第一开关管的源极，漏极连接所述汇流箱J3，栅极连接所述第三光藕合器；所述第一开关管的源极和所述太阳能电池的正极之间还连接有第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述太阳能电池的正极，负极连接所述第三开关管的源极；还包括与第三电阻和第四电阻并联的第二二极管，所述第二二极管的正极连接所述蓄电池的负极，负极连接所述蓄电池的正极；所述单片机通过将第一脉冲调制信号输入所述第一光藕合器，以使所述第一光藕合器输出第一开关信号至所述第一开关管；所述单片机通过将第二脉冲调制信号输入所述第二光藕合器，以使所述第二光藕合器输出第二开关信号至所述第二开关管；所述单片机通过将第三脉冲调制信号输入所述第三光藕合器，以使所述

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。