一种用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器，包括检测控制装置、主切换器和四个接线端；所述检测控制装置包括逻辑锁定模块以及分别与其连接的电网故障检测模块、第一光伏控制模块、第二光伏控制模块；所述逻辑锁定单元与主切换器连接，用于根据电网故障检测模块、第一光伏控制模块和第二光伏控制模块的检测信息，控制主切换器完成并网光伏发电系统和离网光伏发电系统之间的切换。本实用新型专利技术通过逻辑锁定模块控制主切换器快速切换并网或离网光伏发电方式，保证了用户的负载或重要负载可不受市电故障或断电的影响而得以连续不间断的运行，有效地将并网光伏发电系统和离网光伏发电系统良好地融合在一起。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器。
技术介绍
目前主流的光伏发电应用技术有并网光伏发电系统和离网光伏发电系统两种形式。并网光伏发电系统主要是依附于公共电网的一种发电方式，由于并网光伏逆变器属于电流源型逆变器，并网光伏发电系统无法解决公共电网故障或停电问题；而在离网光伏发电系统中，储能设备(如蓄电池)对离网光伏发电系统所产生的电能起着储存与分配作用，但蓄电池所需容量较大，运行成本较高，限制了离网光伏发电系统的应用
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器，将上述两种主流的光伏发电系统良好地融合在一起，实现无缝切换，使用户负载在切换过程中可以连续不间断运行。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器，分别与交流电网、光伏电站、储能设备和用户负载连接成回路，包括检测控制装置、主切换器和四个接线端；所述四个接线端分别为交流电网端、光伏电站端、用户负载端和储能设备端；所述检测控制装置包括逻辑锁定模块以及分别与其连接的电网故障检测模块、第一光伏控制模块、第二光伏控制模块；所述电网故障检测模块与交流电网端连接，用于检测交流电网是否故障，并将故障信号和恢复信号传递到逻辑锁定模块；所述第一光伏控制模块与储能设备端连接，用于在主切换器将并网光伏发电系统切换到离网光伏发电系统的过程中，检测储能设备供电的稳定性并计算储能设备与用户负载连接的持续时间；所述第二光伏控制模块与交流电网端连接，用于在主切换器将离网光伏发电系统切换到并网光伏发电系统的过程中，检测交流电网供电的稳定性并计算交流电网与用户负载连接的持续时间；所述逻辑锁定单元与主切换器连接，用于根据电网故障检测模块、第一光伏控制模块和第二光伏控制模块的检测信息，控制主切换器完成并网光伏发电系统和离网光伏发电系统之间的切换。当储能设备与用户负载的连接时间超过第一预设时间且储能设备供电稳定时，第一光伏控制模块向逻辑锁定模块发送通知信号；当交流电网与用户负载的连接时间超过第二预设时间且储能设备供电稳定时，第二光伏控制模块向逻辑锁定模块发送通知信号。所述主切换器包括切换电路和开关电路；所述切换电路的两个输入端分别连接交流电网端和储能设备端，切换电路的输出端连接用户负载端，用于切换用户负载的供电电源；所述开关电路的输入端连接光伏电站端，输出端连接用户负载端，用于在并网与离网光伏发电系统的相互切换过程中控制光伏电站的断开和接入。当逻辑锁定模块收到电网故障检测模块发来的故障信号时，控制切换电路将用户负载端与储能设备端连接，同时将开关电路断开；当逻辑锁定模块收到电网故障检测模块发来的恢复信号时，控制切换电路将用户负载端与交流电网端连接，同时将开关电路断开；当逻辑锁定模块收到第一光伏控制模块或第二光伏控制模块发来的通知信号时，控制开关电路闭合。还包括与逻辑锁定模块连接的状态显示模块,所述状态显示模块包括多个指示灯，用于显示光伏发电系统当前所处的并网或离网发电状态。 还包括与逻辑锁定模块连接的手动控制模块，所述手动控制模块包括至少一个手动切换部件，用于向逻辑锁定模块发送手动操作指令信号，使逻辑锁定模块控制主切换器强制进行并网与离网光伏发电系统的相互切换。还包括接线端子排，所述四个接线端固定于接线端子排中。所述储能设备端在外部通过一双向逆变器与储能设备连接。本技术提供的用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器，有效地将并网光伏发电系统和离网光伏发电系统良好地融合在一起，当交流电网发生故障时，本技术将能迅速切断用户负载与交流电网的连接，改由储能设备经双向逆变器与光伏电站共同对用户的负载或重要负载供电，若交流电网供电恢复正常，本技术将断开双向逆变器而重新把交流电网自动接入用户负载，光伏电站也将恢复为并网发电工作状态。通过逻辑锁定模块控制主切换器快速切换并网或离网光伏发电方式，保证了用户的负载或重要负载可不受市电故障或断电的影响而得以连续不间断的运行。附图说明图I是本技术实施例的工作原理图。图2是本技术实施例的内部模块结构示意图。具体实施方式下文将结合附图与具体实施例对本技术作进一步的说明。如图I和图2所示，本技术提供的一种用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器，包括检测控制装置、主切换器和四个接线端；所述四个接线端分别为交流电网端I、光伏电站端2、用户负载端3和储能设备端4;交流电网端I与交流电网连接，光伏电站端2与光伏电站连接，用户负载端3与用户负载连接，储能设备端4在外部通过一双向逆变器与储能设备连接。在本技术实施例中，所述储能设备为蓄电池组，所述光伏电站包括依次连接的并网光伏逆变器和光伏阵列。所述四个接线端固定安装于一接线端子排中，以方便控制器与外部线路的连接。所述主切换器包括切换电路KMl和开关电路KM2 ；所述切换电路KMl的两个输入端分别连接交流电网端I和储能设备端4，切换电路KMl的输出端连接用户负载端3，用于在并网与离网光伏发电系统的相互切换过程中将交流电网和储能设备中的一个与用户负载连接，以切换用户负载的供电电源；所述开关电路KM2的输入端连接光伏电站端2，输出端连接用户负载端3，用于在并网与离网光伏发电系统的相互切换过程中控制光伏电站的断开和接入。如图2所示，所述检测控制装置包括逻辑锁定模块以及分别与其连接的电网故障检测模块、第一光伏控制模块、第二光伏控制模块。所述电网故障检测模块与交流电网端I连接，用于检测交流电网是否故障，并将故障信号和恢复信号传递到逻辑锁定模块。所述第一光伏控制模块与储能设备端4连接，用于在主切换器将并网光伏发电系统切换到离网光伏发电系统的过程中，检测储能设备供电的稳定性并计算储能设备与用户负载连接的持续时间；当储能设备与用户负载的连接时间超过第一预设时间且储能设备供电稳定时，第一光伏控制模块向逻辑锁定模块发送通知信号。·所述第二光伏控制模块与交流电网端I连接，用于在主切换器将离网光伏发电系统切换到并网光伏发电系统的过程中，检测交流电网供电的稳定性并计算交流电网与用户负载连接的持续时间；当交流电网与用户负载的连接时间超过第二预设时间且储能设备供电稳定时，第二光伏控制模块向逻辑锁定模块发送通知信号。所述逻辑锁定单元与主切换器连接，用于根据电网故障检测模块、第一光伏控制模块和第二光伏控制模块的检测信息，控制主切换器完成并网光伏发电系统和离网光伏发电系统之间的切换。本技术实施例还包括一控制显示面板，所述控制显示面板内设有与逻辑锁定模块连接的状态显示模块和手动控制模块。所述状态显示模块包括多个指示灯，用于显示光伏发电系统当前所处的并网或离网发电状态。所述手动控制模块包括至少一个手动切换部件，用于向逻辑锁定模块发送手动操作指令信号，使逻辑锁定模块控制主切换器强制进行并网与离网光伏发电系统的相互切换。由于本技术加入了手动控制模块，用户可根据自身的使用需求，选择本技术的工作模式为半自动模式或全自动模式。在半自动模式下，市电断电后由人通过手动切换部件手动启动离网光伏发电系统，市电恢复供电时控制器自动切回并网光伏发电系统；在全自动模式下，市电断电及市电恢复时，控制器都会自动完成并网与离网光伏发电系统之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于并网与离网光伏发电系统切换的控制器，分别与交流电网、光伏电站、储能设备和用户负载连接成回路，其特征在于：包括检测控制装置、主切换器和四个接线端；所述四个接线端分别为交流电网端、光伏电站端、用户负载端和储能设备端；所述检测控制装置包括逻辑锁定模块以及分别与其连接的电网故障检测模块、第一光伏控制模块、第二光伏控制模块；所述电网故障检测模块与交流电网端连接，用于检测交流电网是否故障，并将故障信号和恢复信号传递到逻辑锁定模块；所述第一光伏控制模块与储能设备端连接，用于在主切换器将并网光伏发电系统切换到离网光伏发电系统的过程中，检测储能设备供电的稳定性并计算储能设备与用户负载连接的持续时间；所述第二光伏控制模块与交流电网端连接，用于在主切换器将离网光伏发电系统切换到并网光伏发电系统的过程中，检测交流电网供电的稳定性并计算交流电网与用户负载连接的持续时间；所述逻辑锁定单元与主切换器连接，用于根据电网故障检测模块、第一光伏控制模块和第二光伏控制模块的检测信息，控制主切换器完成并网光伏发电系统和离网光伏发电系统之间的切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：屈柏耿，孙韵琳，侯进旺，沈辉，段春艳，章大钧，李柏青，
申请(专利权)人：顺德中山大学太阳能研究院，
类型：实用新型
国别省市：