蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及离网光伏发电系统应用技术、光伏发电系统与电网自动切换供电技术，作物生长的人工补充光照技术，具体涉及一种蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统。所述的蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统，包括市电系统、光伏供电系统和大棚照明系统，市电系统与光伏供电系统通过自动切换控制单元连接大棚照明系统。本实用新型专利技术充分利用蔬菜大棚空闲区域布设太阳能组件，其建设成本约是同样规模带蓄电池光伏发电系统的二分之一，约是同样规模并网光伏发电系统的三分之二。当光伏发电系统产生的电能不能满足作物生长灯需要时，立即将其切换至电网供电，从而保证光源不间断工作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及离网光伏发电系统应用技术、光伏发电系统与电网自动切换供电技术，作物生长的人工补充光照技术，具体涉及一种蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统。
技术介绍
目前光伏发电系统主要有以下几种形式(1)、无蓄电池的直流光伏发电系统：系统城市的电能直接供给负载使用。系统建设成本低，太阳能利用效率高。但系统发电量随不同气象条件下的日照状况变化而改变，没有阳光时无法供电。(2)有蓄电池的直流光伏发电系统：该系统由光伏组件、充放电控制器、蓄电池和负载组成。系统能够稳定地向负载供电，不受随机变化的日照状况影响。但系统建设成本增加，蓄电池使用寿命有限，需定期更换。(3)交流光伏发电系统：该系统除蓄电池、控制器外，又增加了交流逆变电源，系统建设成本进一步增加，而且其能量转换损耗大。(4)市电互补型光伏发电系统：当太阳能发电量不足时，充电切换电路通过电网为蓄电池补充电能。本系统构造复杂，建设成本高。(5)并网光伏发电系统：光伏组件产生的直流电经过并网逆变电源转换成符合电网要求的交流电之后接入公共电网。该系统建设成本较高，并网需要供电部门审批，电网收购电价较低，目前约为0.4元/kwh(脱硫煤电价)左右，项目投资回收期在10年以上。2、光伏发电系统与电网间自动切换供电技术。一类是市电互补型光伏发电系统，电网在太阳能发电量不足时通过充电切换电路给蓄电池供电，通过控制器、逆变电源转换成交流电后供给负载使用。一类是无逆流的并网光伏发电系统，在太阳能发电量不足时通过电网向负载供电。其转换模式复杂，并且需要配备蓄电池等装置，成本高，易损坏。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本技术要解决的技术问题是：提供一种既可以用光伏发电装置为大棚照明系统供电，又可在根据日照状况及时切换市电供电系统，保证充足的光照。本技术提供的蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统，包括市电系统、光伏供电系统和大棚照明系统，市电系统与光伏供电系统通过自动切换控制单元连接大棚照明系统。自动切换控制单元包括转换开关，数显直流电压表，逻辑继电器K11、K12、K13，时间继电器K21、K22、K23和执行继电器K31、K32、K33，光伏供电系统与数显直流电压表连接，数显直流电压表同时连接转换开关和逻辑继电器K11、K12，转换开关接入市电系统并连接逻辑继电器K13、K14，逻辑继电器K12和K14的常开触点并联设置后依次串接逻辑继电器K11和K13的常闭触点，时间继电器K21、K22、K23并联设置后与逻辑继电器K13的常闭触点串接，时间继电器K21、K22、K23的常开触点分别对应连接执行继电器K31、K32、K33，执行继电器K31、K32、K33的常闭触点连接市电系统和大棚照明系统，执行继电器K31、K32、K33的常开触点连接光伏供电系统和大棚照明系统。大棚照明系统为稀土三基色荧光灯。本技术充分利用蔬菜大棚空闲区域布设太阳能组件，其建设成本约是同样规模带蓄电池光伏发电系统的二分之一，约是同样规模并网光伏发电系统的三分之二。本装置将光伏发电系统与公共电网隔离，无需办理任何准用手续。整个装置结构简单，没有易损耗配件，使用寿命二十五年以上，适用于高效节能农业生产领域。当光伏发电系统产生的电能不能满足作物生长灯需要时，立即将其切换至电网供电，从而保证光源不间断工作。作物生长光源是稀土三基色荧光灯，具有光谱能量分布齐全，光效分布均匀，单体照射面积大，功率低等优点，适用于装备光伏发电系统的立体种植蔬菜大棚使用。附图说明图1是本技术电气原理图；图2是执行阶段方框原理图；图中：1、转换开关；2、数显直流电压表。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施例做进一步描述：蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统，包括市电系统、光伏供电系统和大棚照明系统，市电系统与光伏供电系统通过自动切换控制单元连接大棚照明系统。如图1所示的自动切换控制单元包括转换开关1，数显直流电压表2，逻辑继电器K11、K12、K13，时间继电器K21、K22、K23和执行继电器K31、K32、K33，光伏供电系统与数显直流电压表2连接，数显直流电压表2同时连接转换开关1和逻辑继电器K11、K12，转换开关1接入市电系统并连接逻辑继电器K13、K14，逻辑继电器K12和K14的常开触点并联设置后依次串接逻辑继电器K11和K13的常闭触点，时间继电器K21、K22、K23并联设置后与逻辑继电器K13的常闭触点串接，时间继电器K21、K22、K23的常开触点分别对应连接执行继电器K31、K32、K33，执行继电器K31、K32、K33的常闭触点连接市电系统和大棚照明系统，执行继电器K31、K32、K33的常开触点连接光伏供电系统和大棚照明系统。大棚照明系统为稀土三基色荧光灯。市电模式应用于连续阴雨天或夜间植物补光，逻辑继电器K13常闭触点断开，K14常开触点闭合，时间继电器K21，K22，K23(可根据负载光源数量和功能区分合理设置时间继电器数量)无工作电源，也就没有输出信号，所有的执行部分继电器(同样根据负载光源数量和功能区分合理设置，但必须与时间继电器一一对应配合使用)不工作，负载光源接入执行继电器常闭触点，使用市电系统供电。白天光照充足时，逻辑继电器K12和数显直流电压表2同时受电工作，常开触点K12闭合，时间继电器开始计时，通常设定延时5—30分钟(可以依据不同季节，不同地域的太阳能资源状况合理设定)，其常开触点K21，K22，K23等依次闭合，相应地执行继电器K31，K32，K33等依次接通电源，常闭触点断开，常开触点(接入太阳能发电系统)闭合，负载光源由电网供电切换到太阳能发电系统。本装置使用光源为定制的交直流通用型植物生长荧光灯，根据大棚种植空间需求将10-30只灯并联后通过2*2.5平方毫米聚氯乙烯绝缘电线接到执行继电器的公共端。公共电网接到执行继电器的常闭触点，光伏发电系统接到执行继电器的常开触点。装置运行时，负载光源总能够得到一种电源供给，从而保证持续发光。执行继电器的常闭触点和常开触点任何情况下都不会同时与公共端接通，有效地避免了两种电源连接，保证电网和装置的安全。当天气突变，太阳能发电系统发电量不足时，数显直流电压表2输出信号，逻辑继电器K11工作，其常闭触点断开，所有的时间继电器断电复位。数显直流电压表2的输出信号触发切换开关接通逻辑继电器K1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统，包括市电系统、光伏供电系统和大棚照明系统，其特征是，市电系统与光伏供电系统通过自动切换控制单元连接大棚照明系统；自动切换控制单元包括转换开关，数显直流电压表，逻辑继电器K11、K12、K13，时间继电器K21、K22、K23和执行继电器K31、K32、K33，光伏供电系统与数显直流电压表连接，数显直流电压表同时连接转换开关和逻辑继电器K11、K12，转换开关接入市电系统并连接逻辑继电器K13、K14，逻辑继电器K12和K14的常开触点并联设置后依次串接逻辑继电器K11和K13的常闭触点，时间继电器K21、K22、K23并联设置后与逻辑继电器K13的常闭触点串接，时间继电器K21、K22、K23的常开触点分别对应连接执行继电器K31、K32、K33，执行继电器K31、K32、K33的常闭触点连接市电系统和大棚照明系统，执行继电器K31、K32、K33的常开触点连接光伏供电系统和大棚照明系统。

【技术特征摘要】
1.一种蔬菜大棚用离网光伏发电自动控制系统，包括市电系统、光伏供电系统和大棚照明系统，其特征是，市电系统与光伏供电系统通过自动切换控制单元连接大棚照明系统；自动切换控制单元包括转换开关，数显直流电压表，逻辑继电器K11、K12、K13，时间继电器K21、K22、K23和执行继电器K31、K32、K33，光伏供电系统与数显直流电压表连接，数显直流电压表同时连接转换开关和逻辑继电器K11、K12，转换开关接入市电系统并连接逻辑继电器K13、
K14，逻辑继电器K12和K14的常开触点并...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑富源，
申请(专利权)人：郑富源，
类型：新型
国别省市：山东;37