户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器制造技术

本发明专利技术提供一种户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，与太阳能微电网端、市政电网端、储能系统、直流负载端和交流负载端相连，其特征在于：包括升压控制模块、逆变控制模块、采样检测模块、充放电模块、防逆流控制模块、整流模块、主控模块、输入模块和显示模块。由太阳能微电网端、储能系统和市政电网端无逆流协同向负载供电，通过合理调整控制策略来调节三者输出功率的分配，以平衡负载的能量消耗。本发明专利技术控制器保证优先使用太阳能微电网发电向负载以最大功率提供能量，差额部分再由储能系统来予以补充，仍然不足的情况下，剩下的功率再由市政电力来协调，且太阳能微电网发电不会向市政电力发生逆向功率流动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新型可再生能源发电应用的
，特别涉及一种户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器。
技术介绍
目前，随着全球范围内能源危机的爆发，世界能源都面临着巨大的压力与挑战。因此，新型可再生能源成为一支新秀，逐步得到人们的亲睐，而太阳能又是其中关注程度最高的新型能源之一。但与此同时，这些新型可再生能源又有一个较大弊端，在给予负载能量消耗时难以保证其长期稳定的工作，这便使得新型可再生能源在发展上遇到巨大的障碍，随即也导致新型可再生能源在缓解能源危机上的功效大打折扣。户用太阳能微电网不同于一般结构微电网。户用太阳能微电网是以普通居民家庭为主要对象，其特点是分布较为分散，而且单户功率较低。因而此种微电网在结构设计和布局时均有其独特的要求。针对户用太阳能微电网系统而配备的储能系统也不完全等同于一般储能系统。该储能系统主要由特制蓄电池和特制超级电容组成，在整个系统中起到一个能量中转站的作用。目前市政电网电能与太阳能微电网电能协同工作的方式是在直流侧并网，将电能质量较好的市政电能先转化为了直流电能，再经后一级整体逆变成交流电或者直接作为直流电被利用，这样会在中间转换环节损失掉较多能量，导致整体系统能量转化效率过低。因此，有必要开发一种户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是:针对
技术介绍
的不足，开发一种户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，由太阳能微电网、储能系统和市政电力无逆流协同向负载供电，通过合理调整控制策略来调节三者输出功率的分配，以平衡负载的能量消耗。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，与太阳能微电网端、市政电网端、储能系统、直流负载端和交流负载端相连，其特征在于:包括升压控制模块、逆变控制模块、采样检测模块、充放电模块、防逆流控制模块、整流模块、主控模块、输入模块和显示模块，所述的太阳能微电网端、升压控制模块、逆变控制模块、充放电模块、防逆流控制模块和交流负载端顺序连接；所述的市政电网端、防逆流控制模块和交流负载端顺序连接；所述的采样检测模块一端与主控模块连接，另一端分别与所述的市政电网端、逆变控制模块、防逆流控制模块、充放电模块连接，用于检测所述的太阳能微电网端发电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，市政电网端供电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，二者经过所述的防逆流控制模块后合并输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，以及储能系统经充放电模块处理后输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率；所述的整流模块一端与所述的防逆流控制模块连接，另一端与所述的直流负载端连接；所述的主控模块分别与升压控制模块、逆变控制模块、采样检测模块、防逆流控制模块、充放电模块、输入模块和显示模块连接，用于处理和判断所述的采样检测模块送来的采样信号，合理控制太阳能微电网、储能系统和市政电力协同向所述的直流负载端和交流负载端供电。如上所述的户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，其特征在于，所述的控制器共有七种供电模式:(1)太阳能微电网端单独给负载供电；(2)储能系统单独给负载供电；(3)市政电网端单独给负载供电；(4)太阳能微电网端和储能系统联合给负载供电；(5)太阳能微电网端和市政电网端联合给负载供电；(6)储能系统和市政电网端联合给负载供电；(7)太阳能微电网端、储能系统和市政电网端联合给负载供电。如上所述的户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，其特征在于，所述的主控模块实时接收采样检测模块收集来的4路信号，进行内部当量规整，根据负载的不同耗电功率来选择合适的供电模式，且优先使用太阳能微电网端的电能，其次使用储能系统的电能，最后使用市政电网端的电能。如上所述的户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，其特征在于，升压控制模块包括DC/DC升压电路和驱动电路，采用智能集成功率模块PM15RSH120，与单片机MCU相配合，智能集成功率模块PM15RSH120能够实现太阳能微电网发电系统中电池板的最大功率跟踪MPPT，并通过脉冲宽度调制PffM的控制算法来实现。如上所述的户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，其特征在于，逆变控制模块包括DC/AC逆变主电路和驱动电路，采用智能集成功率模块PM75CL1A120，DC/AC逆变电路用于对主控模块输出的PWM信号进行相应的功率放大，用以驱动逆变桥电路正常工作，以实现将太阳能微电网系统中经过DC/DC后的二级直流电经DC/AC逆变后转换成为比市电略高，频率、相位一致的380V三相交流电或者220V单相交流电，同时在异常情况下还能进行相应的自我保护。如上所述的户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，其特征在于，充放电模块包括一个双向DC/AC变化器，当采样检测模块检测到太阳能微电网端的实际发电功率要高于负载端的消耗功率时，通过主控模块发出的工作指令，使得充放电模块工作在充电状态，将多余的电能转存到储能系统，当采样检测模块检测到太阳能微电网端的实际发电功率要低于负载端的消耗功率时，通过主控模块发出的工作指令，使得充放电模块工作在放电状态，将储能系统储存的能量释放出来供给负载使用。如上所述的户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，其特征在于，防逆流控制模块用于准确控制逆向流动的电能量，及时切断电网端的控制开关，主控模块会不间断对采样检测模块采集回来的数据进行比较和分析，当采样检测模块检测到太阳能电网端发电的能量向市政电网端逆向流动，或者当检测到太阳能电网端发电功率能完全满足负载的功耗时，主控模块的DSP会发出相应的控制指令，使得太阳能电网端发电系统的整体发电量在一定程度下降，随后再对市政电网端进行逆向能量流动的检测，若仍然发现有逆向的功率流动，则自行重复上述操作，直至市政电网段检测到没有逆向能量流动为止。如上所述的户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，其特征在于，主控模块采用TI公司的DSP芯片TMS320F28335。本专利技术的有益效果是:相对于现有技术，本专利技术具有如下优点: I)该控制器针对户用小功率太阳能微电网发电系统，不仅充分保证可再生能源太阳能的利用，同时也将储能系统和市政电力作为备用能源，在太阳能功率不足时给予协同工作，以确保负载持续、稳定、高效地工作。2)保证优先使用太阳能微电网发电向负载以最大功率提供能量，差额当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种户用太阳能微电网与市政电力协同工作控制器，与太阳能微电网端、市政电网端、储能系统、直流负载端和交流负载端相连，其特征在于：包括升压控制模块、逆变控制模块、采样检测模块、充放电模块、防逆流控制模块、整流模块、主控模块、输入模块和显示模块，所述的太阳能微电网端、升压控制模块、逆变控制模块、充放电模块、防逆流控制模块和交流负载端顺序连接；所述的市政电网端、防逆流控制模块和交流负载端顺序连接；所述的采样检测模块一端与主控模块连接，另一端分别与所述的市政电网端、逆变控制模块、防逆流控制模块、充放电模块连接，用于检测所述的太阳能微电网端发电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，市政电网端供电的输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，二者经过所述的防逆流控制模块后合并输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率，以及储能系统经充放电模块处理后输出电压电流的频率、相位和幅值以及功率；所述的整流模块一端与所述的防逆流控制模块连接，另一端与所述的直流负载端连接；所述的主控模块分别与升压控制模块、逆变控制模块、采样检测模块、防逆流控制模块、充放电模块、输入模块和显示模块连接，用于处理和判断所述的采样检测模块送来的采样信号，合理控制太阳能微电网、储能系统和市政电力协同向所述的直流负载端和交流负载端供电。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：席自强，肖辉，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42