一种光伏储能并网供电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种光伏储能并网供电系统，其包括光伏组件、Boost升压电路、Buck-Boost变换电路、蓄电池组、全桥逆变器电路、市电，所述光伏组件通过所述Boost升压电路提供稳定的直流母线；所述蓄电池组经Buck-Boost变换电路挂接到直流母线上，完成蓄电池组的充放电控制；所述市电和负载经全桥逆变电路挂接在直流母线上，完成负载的供电控制。本发明专利技术可以工作在光伏供电、蓄电池充电运行；光伏供电、蓄电池充放电输出并网带载运行；以及蓄电池放电，并网带载运行；三种工况模式，采用适当的能量管理策略依据光伏组件输出功率、蓄电池SOC、负载情况合理切换系统工况，保证系统平稳运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于户用储能系统，具体涉及利用光伏阵列实现不向电网供电的供电控制系统。
技术介绍
目前应用比较普遍的家庭式绿色能源系统一般是光伏发电系统，主要包括太阳能光伏板、控制器、蓄电池、并网逆变器。系统结构一般采用光伏阵列通过充电控接蓄电池，蓄电池接到逆变器，逆变器输出端并网。此种结构所用机器过多，能量利用率偏低，工况简单，缺乏必要的有效的调度控制。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光伏储能并网供电系统，其包括光伏组件、Boost升压电路、Buck-Boost变换电路、蓄电池组、全桥逆变器电路、市电，所述光伏组件通过所述Boost升压电路提供稳定的直流母线；所述蓄电池组经Buck-Boost变换电路挂接到直流母线上，完成蓄电池组的充放电控制；所述市电和负载经全桥逆变电路挂接在直流母线上，完成负载的供电控制；其还包括—Boost输出电压采样单元，用于采样所述Boost升压电路的输出母线的电压信号UBoost；—充放电电压采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充放电电压信号UBuck；—充电放电电流采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充电电流信号IBuck；—逆变电流采样单元，用于采样全桥逆变电路的输出电流信号IINV；—第一电压控制器，将母线电压指令值U*Boost1与母线电压采样电路的输出值UBoost取差值，经第一PI控制器控制调节输出Iref1；—第二电压控制器，将充放电电压指令值U*Buck与充放电电压采样电路的输出值UBuck取差值，经第二PI控制器控制调节输出Iref2；—限幅控制单元，根据第一电压控制器输出值Iref1与第二电压控制器输出值Iref2的大小设置所述限幅控制单元的输出值I*Buck；—充放电电流控制器，将限幅控制单元的输出值I*Buck与充放电电流采样电路输出值IBuck取差值，经第三PI控制器控制调节输出驱动占空比给PWM发生器，驱动Buck-Boost变换电路；—第四电压控制器，将母线电压指令值U*Boost2与母线电压采样电路的输出值UBoost取差值，经第四PI控制器控制调节输出I*boost1；—并网不送电控制器，将逆变电流采样电路输出值IINV与并网电路电流采样值电路输出值Igrid取差值，得到逆变电流限幅值I*boost2；—电流限幅单元，限定第四电压控制器输出值I*boost1不超过并网不送电控制器I*boost2，设置所述电流限幅单元的输出值I*boost；—逆变电流控制器，将限幅控制单元的输出值I*boost与锁相环得到的正弦值相乘得到逆变电流指令值I*INV与逆变电流采样电路输出值IINV取差值，经第五PI控制器控制调节输出驱动占空比给PWM发生器，驱动全桥逆变器电路。较佳地，所述蓄电池通过双向Buck-Boost变换电路工作在Buck模式或者Boost模式，完成蓄电池的充电或放电控制。较佳地，当光伏能量高于负载功率时，VBoost电压升高，超过蓄电池充电指令电压V*Boost1，此时所述全桥逆变电路启动蓄电池充电功能；当光伏能量低于负载功率时，VBoost电压下降，低于蓄电池的放电电压V*Boost2，此时所述全桥逆变电路启动蓄电池的放电功能，保持直流母线电压不下降；当负载功率超过光伏能量与蓄电池的输出功率和时，全桥逆变电路以最大功率输出，其余能量由电网。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的光伏储能并网供电系统具有以下效果：可以使系统工作在：1)光伏供电、蓄电池充电运行；2)光伏供电、输出并网接负载运行；3)光伏供电、蓄电池充放电输出并网带载运行；4)蓄电池放电，并网带载运行。四种工况模式，采用适当的能量管理策略依据光伏组件输出功率、蓄电池组SOC、负载情况合理切换系统工况，保证系统平稳运行。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例提供的光伏储能并网供电系统电路示意图；图2为本专利技术实施例提供的Boost升压电路拓扑结构图；图3为本专利技术实施例提供的Buck-Boost变换电路等效电路图；图4为本专利技术实施例提供的全桥逆变电路拓扑结构图；图5图为本专利技术实施例提供的光伏储能并网供电系统电路控制逻辑框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种光伏储能并网供电系统，如图1所示，其包括光伏组件1、Boost升压电路2、Buck-Boost变换电路3、蓄电池组4、全桥逆变器电路5、市电6，所述光伏组件1通过所述Boost升压电路2提供稳定的直流母线；所述蓄电池组4经Buck-Boost变换电路3挂接到直流母线上，完成蓄电池组的充放电控制；所述市电6和负载7经全桥逆变电路5挂接在直流母线上，完成负载的供电控制；其还包括—Boost输出电压采样单元，用于采样所述Boost升压电路的输出母线的电压信号UBoost；—充放电电压采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充放电电压信号UBuck；—充电放电电流采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充电电流信号IBuck；—逆变电流采样单元，用于采样全桥逆变电路的输出电流信号IINV；—第一电压控制器，将母线电压指令值U*Boost1与母线电压采样电路的输出值UBoost取差值，经第一PI控制器PI_1控制调节输出Iref1；—第二电压控制器，将充放电电压指令值U*Buck与充放电电压采样电路的输出值UBuck取差值，经第二PI控制器PI_2控制调节输出Iref2；—限幅控制单元，根据第一电压控制器输出值Iref1与第二电压控制器输出值Iref2的大小设置所述限幅控制单元的输出值I*Buck；—充放电电流控制器，将限幅控制单元的输出值I*Buck与充放电电流采样电路输出值IBu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏储能并网供电系统，其特征在于，包括光伏组件1、Boost升压电路2、Buck‑Boost变换电路3、蓄电池组4、全桥逆变器电路5、市电6，所述光伏组件1通过所述Boost升压电路2提供稳定的直流母线；所述蓄电池组4经Buck‑Boost变换电路3挂接到直流母线上，完成蓄电池组的充放电控制；所述市电6和负载7经全桥逆变电路5挂接在直流母线上，完成负载的供电控制；其还包括—Boost输出电压采样单元，用于采样所述Boost升压电路的输出母线的电压信号UBoost；—充放电电压采样单元，用于采样Buck‑Boost变换电路的输出充放电电压信号UBuck；—充电放电电流采样单元，用于采样Buck‑Boost变换电路的输出充电电流信号IBuck；—逆变电流采样单元，用于采样全桥逆变电路的输出电流信号IINV；—第一电压控制器，将母线电压指令值U*Boost1与母线电压采样电路的输出值UBoost取差值，经第一PI控制器(PI_1)控制调节输出Iref1；—第二电压控制器，将充放电电压指令值U*Buck与充放电电压采样电路的输出值UBuck取差值，经第二PI控制器(PI_2)控制调节输出Iref2；—限幅控制单元，根据第一电压控制器输出值Iref1与第二电压控制器输出值Iref2的大小设置所述限幅控制单元的输出值I*Buck；—充放电电流控制器，将限幅控制单元的输出值I*Buck与充放电电流采样电路输出值IBuck取差值，经第三PI控制器(PI_3)控制调节输出驱动占空比给PWM发生器，驱动Buck‑Boost变换电路；—第四电压控制器，将母线电压指令值U*Boost2与母线电压采样电路的输出值UBoost取差值，经第四PI控制器(PI_4)控制调节输出I*boost1；—并网不送电控制器，将逆变电流采样电路输出值IINV与并网电路电流采样值电路输出值Igrid取差值，得到逆变电流限幅值I*boost2；—电流限幅单元，限定第四电压控制器输出值I*boost1不超过并网不送电控制器I*boost2，设置所述电流限幅单元的输出值I*boost；—逆变电流控制器，将限幅控制单元的输出值I*boost与锁相环得到的正弦值相乘得到逆变电流指令值I*INV与逆变电流采样电路输出值IINV取差值，经第五PI控制器(PI_5)控制调节输出驱动占空比给PWM发生器，驱动全桥逆变器电路。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏储能并网供电系统，其特征在于，包括光伏组件1、Boost升
压电路2、Buck-Boost变换电路3、蓄电池组4、全桥逆变器电路5、市电6，
所述光伏组件1通过所述Boost升压电路2提供稳定的直流母线；所述蓄电池
组4经Buck-Boost变换电路3挂接到直流母线上，完成蓄电池组的充放电控制；
所述市电6和负载7经全桥逆变电路5挂接在直流母线上，完成负载的供电控
制；
其还包括
—Boost输出电压采样单元，用于采样所述Boost升压电路的输出母线的电
压信号UBoost；
—充放电电压采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充放电电压
信号UBuck；
—充电放电电流采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充电电流
信号IBuck；
—逆变电流采样单元，用于采样全桥逆变电路的输出电流信号IINV；
—第一电压控制器，将母线电压指令值U*Boost1与母线电压采样电路的输出值
UBoost取差值，经第一PI控制器(PI_1)控制调节输出Iref1；
—第二电压控制器，将充放电电压指令值U*Buck与充放电电压采样电路的输
出值UBuck取差值，经第二PI控制器(PI_2)控制调节输出Iref2；
—限幅控制单元，根据第一电压控制器输出值Iref1与第二电压控制器输出值
Iref2的大小设置所述限幅控制单元的输出值I*Buck；
—充放电电流控制器，将限幅控制单元的输出值I*Buck与充放电电流采样电
路输出值IBuck取差值，经第三PI控制器(PI_3)控制调节输出驱动占空比给PWM
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，郑周，马志保，张永，杨彩虹，彭凯，
申请(专利权)人：合肥聚能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34