一种自发自用光伏并网逆变器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自发自用光伏并网逆变器系统，本发明专利技术相对于现有光伏并网系统的防逆流模块，实现简单、节约成本、控制精度高、响应速度快、接线简洁，且防逆流功能的实现只需要借助于并网逆变器内部的MCU去完成即可，一方面降低了成本，另一方面提高了本发明专利技术的响应速度和可靠性。另外，本发明专利技术基本上不会增加功率线和控制信号线，系统复杂度不做任何改变，降低了人工成本，只需要增加一个电流传感器及一个接口端子，并将电网和负载分别接入并网逆变器的对应端口，即可开启防逆流功能，不会增加系统的成本。鉴于以上理由，本发明专利技术可以广泛用于太阳能技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种自发自用光伏并网逆变器系统
本专利技术涉及太阳能
，特别是关于一种自发自用光伏并网逆变器系统。
技术介绍
光伏并网系统作为光伏发电的基本实现手段，是解决光伏能源利用最有效的实现方式，其基本连接方式如图1所示，主要是由光伏电池板10、并网逆变器11、并网开关12、负载开关13、电网开关14、电网15和负载16等单元组成。光伏电池板10作为接收太阳能的部件，将太阳能的辐射能转换为电能；并网逆变器11是将光伏电池板10转换的直流电能变换为与电网同频同幅的交流电，提供给当地负载或者是输出到电网；并网开关12一般作为并网逆变器11与电网连接与断开的隔离装置，其一般置于并网逆变器11内部，一般采用继电器、接触器等开关隔离元件构成；负载开关13是本地负载与电网连接的开关，一般是微型断路器，负载一般连接在电网和并网逆变器11之间，可以使用光伏提供的能量，也可以使用电网提供的能量；电网开关14是电网接入系统的开关，一般为微型断路器，主要是给系统提供电网支持，也可以接收来自光伏的能量回馈；如图1所示的为传统光伏并网系统基本结构，可以给负载供电，同时也可以向电网馈电，实现光伏发电自发自用，余电上网的需求。如图2所示是(如图1所示)传统的光伏并网系统的能量流动，光伏的能量优先提供给本地负载使用，多余的可以回馈电网，回馈电网部分主要是根据本地消纳的情况来确定，所以，对于回馈电网有补贴的国家和地区，是主要的应用方案；但是在有些国家和地区，对于光伏回馈电网时不予支持的，不仅没有补贴，而且有些地区还需要按照回馈的电量收取费用，所以，客户迫切地需要能够让光伏的能量只提供给负载使用，而不用回馈给电网。我们称回馈给电网的部分为逆功率，所以，有些地区的用户需要这种防逆功率的装置，简称为防逆流模块。如图3所示是目前常用的防逆流光伏并网系统，该系统是在传统的光伏并网系统(如图1所示)的基础上增加防逆流模块22构成。其中，防逆流模块22包含防逆流控制单元22a、光伏并网逆变器通信接口22b、接触器22c、电网潮流检测装置22d和电网潮流检测装置通信接口22e。其中，防逆流控制单元22a为防逆流模块22的核心控制和计算单元，主要是用来判断是否有逆功率，如果有逆功率，将断开并网逆变器11的输出，实现防逆流功能。光伏并网逆变器通信接口22b主要是防逆流控制单元22a与并网逆变器11的通信接口，用来进行防逆流信息传递，一般采用RS485、RS232或者干接点通讯方式。接触器22c是并网逆变器11与电网和负载的开关装置，其接收防逆流控制单元22a控制信号来断开或者连接并网逆变器11，一般使用继电器或者接触器。电网潮流检测装置22d为电网潮流(功率、电压、电流、相位等)检测装置，一般采用智能电表或者其他能够检测的装置。电网潮流检测装置通信接口22e为电网潮流检测装置22d与防逆流控制单元22a的通信接口，一般采用RS485或者RS232通信方式。如图3所示的防逆流光伏并网系统通过检测电网侧的功率流向，即潮流，防逆流控制单元22a来判断是否有功率流向电网，如果有功率流向电网，则断开并网逆变器11与电网及负载的连接，实现向电网零功率输出。具体的实现办法是通过电网潮流检测装置22d采集电网的潮流信息，如电网电压及相位，电网电流及相位，电网侧功率，通过RS485通信线传输到防逆流控制单元22a，防逆流控制单元22a根据电网功率流向(即潮流)，当检测到电网的潮流为负，即有能量馈入电网，这里可以设定一定的冗余值，防逆流控制单元22a将发出控制信号，断开接触器22c，这样并网逆变器11将与电网和负载断开，同时，防逆流控制单元22a将信息传递给并网逆变器11；对于对逆功率限制要求不高的地方，防逆流控制单元22a还可以通过与并网逆变器11的通信的方式，将电网逆功率值传输给并网逆变器11，让并网逆变器11降低输出功率，实现向电网零功率输出。如图4所示的为现有防逆流光伏并网系统的能量流向图，光伏的能量用于负载使用，电网作为光伏能量的补充，由于对电网侧潮流严格控制，所以，电网只作为能量来源供给负载使用，不会有逆功率出现，即不会出现向电网回馈能量。以上为现有的光伏并网系统及防逆流光伏并网系统的实现方案，防逆流的功能需求越来越广泛，但现有方案存在比较严重的不足：1)现有方案在控制防逆流时是直接切断并网逆变器11，这样在负载小于光伏能量时，并网逆变器11将不能工作，光伏系统能量将浪费掉了；2)由于负载一直在波动。在负载小于光伏能量时，并网逆变器11将被切掉，但负载减小后，又需要将并网逆变器11接入，一是判断难以实现，二是存在反复切入或断开，严重影响系统的性能及可靠性；3)增加了防逆流控制单元22a、增加了接触器22c、增加了电网潮流检测装置22d，系统成本较原有光伏并网系统增加30％以上，不具备经济价值。4)接线太过复杂，增加了很多功率线及控制信号线，给系统增加了复杂度。综上所述，现有的防逆流光伏系统在应用中还存在很多局限，要实现这些功能，需要做出改进优化。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种实现简单、节约成本、控制精度高、响应速度快、接线简洁和可靠地自发自用光伏并网逆变器系统。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：一种自发自用光伏并网逆变器系统，它包括光伏电池板、并网逆变器、并网开关、负载开关、电网开关、电网和负载；所述光伏电池板的输出端连接所述并网逆变器的输入端，所述并网逆变器的输出端连接两个支路：一个电网输入支路连接所述电网，且所述并网逆变器和所述电网之间设置有所述电网开关；另一负载输出支路连接所述负载，且所述并网逆变器和所述负载之间设置有所述负载开关；所述并网逆变器和两个支路之间设置有所述并网开关，其特征在于：所述并网逆变器系统还包括电流检测单元、MCU、电压检测单元和相位检测单元，且所述MCU分别电连接所述电流检测单元、所述电压检测单元和所述相位检测单元；设置在所述电网输入支路上的所述电流检测单元将检测的所述电网的电流信号传送给设置在所述并网逆变器内部的所述MCU；所述电压检测单元将检测的所述电网的电压信号传送给所述MCU，所述相位检测单元将检测的所述电网的相位信号传送给所述MCU；所述MCU根据内置的电网功率公式结合所述电网的电流信号、电压信号和相位信号计算电网功率；当电网功率为正时，所述MCU控制所述并网逆变器的输出功率增大；当电网功率为负时，所述MCU控制所述并网逆变器的输出功率减小，直至电网功率为正。所述并网逆变器系统还包括负载输出接口，所述负载输出接口设置在所述负载输出支路上，用于连接所述负载。所述MCU还电连接所述并网开关。所述电流检测单元设置在所述并网逆变器内部。所述电流检测单元设置在所述并网逆变器外部。所述电流检测单元采用电流传感器或者智能电表。所述电压检测单元采用电压传感器。所述相位检测单元采用相位检测仪。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术相对于现有光伏并网系统的防逆流模块，实现简单、节约成本、控制精度高、响应速度快、接线简洁，且防逆流功能的实现只需要借助于并网逆变器内部的MCU去完成即可，一方面降低了成本，另一方面提高了本专利技术的响应速度和可靠性。另外，本专利技术基本上不会增加功率线和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自发自用光伏并网逆变器系统，它包括光伏电池板(10)、并网逆变器(11)、并网开关(12)、负载开关(13)、电网开关(14)、电网(15)和负载(16)；所述光伏电池板(10)的输出端连接所述并网逆变器(11)的输入端，所述并网逆变器(11)的输出端连接两个支路：一个电网输入支路连接所述电网(15)，且所述并网逆变器(11)和所述电网(15)之间设置有所述电网开关(14)；另一负载输出支路连接所述负载(16)，且所述并网逆变器(11)和所述负载(16)之间设置有所述负载开关(13)；所述并网逆变器(11)和两个支路之间设置有所述并网开关(12)，其特征在于：所述并网逆变器系统还包括电流检测单元(30)、MCU(111)、电压检测单元(112)和相位检测单元(113)，且所述MCU(111)分别电连接所述电流检测单元(30)、所述电压检测单元(112)和所述相位检测单元(113)；设置在所述电网输入支路上的所述电流检测单元(30)将检测的所述电网(15)的电流信号传送给设置在所述并网逆变器(11)内部的所述MCU(111)；所述电压检测单元(112)将检测的所述电网(15)的电压信号传送给所述MCU(111)，所述相位检测单元(113)将检测的所述电网(15)的相位信号传送给所述MCU(111)；所述MCU(111)根据内置的电网功率公式结合所述电网(15)的电流信号、电压信号和相位信号计算电网功率；当电网功率为正时，所述MCU(111)控制所述并网逆变器(11)的输出功率增大；当电网功率为负时，所述MCU(111)控制所述并网逆变器(11)的输出功率减小，直至电网功率为正。...

【技术特征摘要】
1.一种自发自用光伏并网逆变器系统，它包括光伏电池板(10)、并网逆变器(11)、并网开关(12)、负载开关(13)、电网开关(14)、电网(15)和负载(16)；所述光伏电池板(10)的输出端连接所述并网逆变器(11)的输入端，所述并网逆变器(11)的输出端连接两个支路：一个电网输入支路连接所述电网(15)，且所述并网逆变器(11)和所述电网(15)之间设置有所述电网开关(14)；另一负载输出支路连接所述负载(16)，且所述并网逆变器(11)和所述负载(16)之间设置有所述负载开关(13)；所述并网逆变器(11)和两个支路之间设置有所述并网开关(12)，其特征在于：所述并网逆变器系统还包括电流检测单元(30)、MCU(111)、电压检测单元(112)和相位检测单元(113)，且所述MCU(111)分别电连接所述电流检测单元(30)、所述电压检测单元(112)和所述相位检测单元(113)；设置在所述电网输入支路上的所述电流检测单元(30)将检测的所述电网(15)的电流信号传送给设置在所述并网逆变器(11)内部的所述MCU(111)；所述电压检测单元(112)将检测的所述电网(15)的电压信号传送给所述MCU(111)，所述相位检测单元(113)将检测的所述电网(15)的相位信号传送给所述MCU(111)；所述MCU(111)根据内置的电网功...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑俊涛，苏岩，罗霆，黄建亮，冯高杰，
申请(专利权)人：深圳耐斯特思新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44