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1、(10)申请公布号 CN 103606958 A(43)申请公布日 2014.02.26CN103606958A(21)申请号 201310660403.4(22)申请日 2013.12.10H02J 3/38(2006.01)H02J 7/35(2006.01)H02J 13/00(2006.01)(71)申请人宁波市子华电器有限公司地址 315453 浙江省宁波市余姚市斗门开发区余马路28号(72)发明人宋子华 虞海贤 杨红梁 杨江灵樊恩德(74)专利代理机构宁波市天晟知识产权代理有限公司 33219代理人张文忠(54) 发明名称一种混合式逆变器以及控制方法(57) 摘要本发明公开了一种混
2、合式逆变器，包括有与负载相连接的逆变器本体，逆变器本体与主控机相连接，其中，逆变器本体分别与光伏电池、蓄电池以及公共电网相连接，逆变器本体内设置有用于接收、处理测量装置测得的物理量的数字信号处理器、用于储存逆变器运行数据的储存芯片以及用于转换控制信号的继电器组，继电器组上并联一可控硅，数字信号处理器与储存芯片信号连接，继电器组通过驱动电路与数字信号处理器信号连接，储存芯片与驱动电路信号连接；本发明结构简单、能够根据发电状况和用电状况进行自主调节工作模式，在保证负载用电需求的同时，提高太阳能的利用效率，且能保证负载的不间断供电。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图4页(19)中
3、华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图4页(10)申请公布号 CN 103606958 ACN 103606958 A1/1页21.一种混合式逆变器，包括有与负载(21)相连接的逆变器本体(1)，所述的逆变器本体(1)与主控机(3)相连接，其特征是：所述的逆变器本体(1)分别与光伏电池(22)、蓄电池(23)以及公共电网(24)相连接，所述的逆变器本体(1)内设置有用于接收、处理测量装置(4)测得的物理量的数字信号处理器(5)、用于储存逆变器运行数据的储存芯片(6)以及用于转换控制信号的继电器组(7)，所述的继电器组(7)中用于控制负载(21)的继电器上
4、并联一可控硅(8)，所述的数字信号处理器(5)与储存芯片(6)信号连接，所述的继电器组(7)通过驱动电路(71)与数字信号处理器(5)信号连接，所述的储存芯片(6)与驱动电路(71)信号连接；所述的数字信号处理器(5)接收、处理测量装置(4)测得的物理量判断发电状况和用电状况，选择工作模式并发出控制信号。2.根据权利要求1所述的一种混合式逆变器，其特征是：所述的负载(21)的控制电路与用于控制负载(21)的继电器的控制电路相并联，所述的负载(21)的控制电路中连接有可控硅Q20和可控硅Q21，所述的可控硅Q20和可控硅Q21方向相反设置。3.根据权利要求1所述的一种混合式逆变器，其特征是：所述
5、的测量装置(4)与数字信号处理器(5)之间设置有A/D转换器(41)。4.根据权利要求3所述的一种混合式逆变器，其特征是：所述的测量装置(4)为电压表、电流表、温度计和压力表。5.根据权利要求1所述的一种混合式逆变器，其特征是：所述的数字信号处理器(5)通过接口电路(31)与主控机(3)相连接。6.根据权利要求1所述的一种混合式逆变器，其特征是：所述的数字信号处理器(5)通过接口电路(31)与显示器(8)相连接。7.根据权利要求6所述的一种混合式逆变器，其特征是：所述的显示器(8)为LCD显示器或LED显示器。8.根据权利要求1所述的一种混合式逆变器，其特征是：所述的工作模式为并网模式、离网模
6、式和旁路模式。9.一种混合式逆变器的控制方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、测量装置(4)测量光伏电池(22)的发电量、蓄电池(23)的储电量以及负载(21)的用电量，同时测量公共电网(24)是否有市电，并将所测得的物理量发送至数字信号处理器(5)；步骤二、数字信号处理器(5)接收、处理测量装置(4)测得的物理量计算、判断发电状况和用电状况；步骤三、数字信号处理器(5)根据判断结果选择工作模式并发出控制信号，继电器组(7)接收、转换控制信号，并控制设备运行，负载模式转换时，先导通可控硅(8)，再完成继电器转换，然后切断可控硅(8)；步骤四、数字信号处理器(5)将接收数据和判断结果发送至主控机
7、(3)，以供操作人员进行远程监控和控制。10.根据权利要求9所述的一种混合式逆变器的控制方法，其特征是：所述的步骤二中数字信号处理器(5)对物理量的计算算法是模糊控制算法。权 利 要 求 书CN 103606958 A1/5页3一种混合式逆变器以及控制方法技术领域0001 本发明涉及太阳能发电设备的技术领域，特别涉及一种混合式逆变器以及控制方法。背景技术0002 逆变器又称电源调整器，根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为离网式逆变器和并网式逆变器二种；离网式逆变器即独立型电源用逆变器。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器，
8、根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。在我国“十一五”期间，诸如逆变器等光伏发电配套设备多处在研发和创新阶段，较少受到政策关注。“十二五”时期，光伏发电市场的趋势是向全产业链发展，晶硅、组件以外的配套设备将受到市场与政策的进一步关注，发改委将逆变器列入指导目录鼓励类，就是这一趋势的体现。2010年，我国光伏并网容量达500兆瓦，逆变器市场在5亿元左右。2011年6月，“十二五”国内的光伏装机容量目标大幅上调到10GW，较之前公布的目标翻了一番。假设这些装机全部并网，按照1元/瓦造价计算，预计到2015年，国内逆变器市场将达到100亿元。随着光伏逆变器行业竞争的不断加剧，大型光
9、伏逆变器企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的光伏逆变器生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的光伏逆变器品牌迅速崛起，逐渐成为光伏逆变器行业中的翘楚。0003 并网式逆变器只能用于并网发电，而离网逆变器则存在太阳光照较弱时，负载用电受到限制的缺点，两者都无法根据实际情况进行调节而满足使用者的实际需求，因此其结构有待进一步改进。0004 为了克服现在装置的缺点需要设计一种兼有并网和离网发电的优点，能充分利用光伏能源，又能保证用户的实用需求的光伏发电装置。发明内容0005 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状
10、，提供结构简单、能够根据发电状况和用电状况进行自主调节工作模式，且能保证负载的不间断供电的一种混合式逆变器以及控制方法。0006 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种混合式逆变器，包括有与负载相连接的逆变器本体，逆变器本体与主控机相连接，其中，逆变器本体分别与光伏电池、蓄电池以及公共电网相连接，逆变器本体内设置有用于接收、处理测量装置测得的物理量的数字信号处理器、用于储存逆变器运行数据的储存芯片以及用于转换控制信号的继电器组，继电器组中用于控制负载的继电器上并联一可控硅，数字信号处理器与储存芯片信号连接，继电器组通过驱动电路与数字信号处理器信号连接，储存芯片与驱动电路信号连接；数字信
11、号处理器接收、处理测量装置测得的物理量判说 明 书CN 103606958 A2/5页4断发电状况和用电状况，选择工作模式并发出控制信号。0007 为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的负载的控制电路与用于控制负载的继电器的控制电路相并联，负载的控制电路中连接有可控硅Q20和可控硅Q21，可控硅Q20和可控硅Q21方向相反设置。0008 上述的测量装置与数字信号处理器之间设置有A/D转换器。0009 上述的测量装置为电压表、电流表、温度计和其他物理量参数测量装置。0010 上述的数字信号处理器通过接口电路与主控机相连接。0011 上述的数字信号处理器通过接口电路与显示器相连接。001
12、2 上述的显示器为LCD液晶屏显示器或LED显示器。0013 上述的工作模式为并网模式、离网模式和旁路模式。0014 一种混合式逆变器的控制方法，包括以下步骤：步骤一、测量装置测量光伏电池的发电量、蓄电池的储电量以及负载的用电量，同时测量公共电网是否有市电，并将所测得的物理量发送至数字信号处理器；步骤二、数字信号处理器接收、处理测量装置测得的物理量计算、判断发电状况和用电状况；步骤三、数字信号处理器根据判断结果选择工作模式并发出控制信号，继电器组接收、转换控制信号，并控制设备运行，模式转换时，先导通可控硅，再完成继电器组转换，然后切断可控硅；步骤四、数字信号处理器将接收数据和判断结果发送至主控
13、机，以供操作人员进行远程监控和控制。0015 上述的步骤二中数字信号处理器对物理量的计算算法是模糊控制算法。0016 与现有技术相比，本发明一种混合式逆变器，包括有与负载相连接的逆变器本体，逆变器本体与主控机相连接，其中，逆变器本体分别与光伏电池、蓄电池以及公共电网相连接，逆变器本体内设置有用于接收、处理测量装置测得的物理量的数字信号处理器、储存芯片以及继电器组，数字信号处理器与储存芯片信号连接，继电器组通过驱动电路与数字信号处理器信号连接，储存芯片与驱动电路信号连接；测量装置实时测量光伏电池、蓄电池、公共电网以及负载的电流、电压等物理量，数字信号处理器接收、处理测量装置测得的物理量，判断发电
14、状况和负载的用电状况，根据判断结果选择工作模式并发出控制信号，控制信号由继电器组转换后控制光伏电池、蓄电池以及公共电网供电，从而实现对发电设备和负载的实时监控和控制；同时，数字信号处理器将接收数据和判断结果发送至主控机，以便操作人员在远程进行监控和操作。模式转换时，先导通可控硅，再完成继电器组转换，然后切断可控硅，利用可控硅作为一个过渡，保证负载的不间断供电。0017 本发明的混合式逆变器可以根据实时的发电状况和用电状况，自主选择工作模式：并网模式、离网模式和旁路模式。并网模式下，光伏电池将所发的电输送至公共电网，并向负载供电；离网模式下，光伏电池和蓄电池向负载供电；在旁路模式下，公共电网直接
15、向负载供电。根据不同的光照条件选择不同的模式向负载供电，在充分保证负载用电需求的同时，有效提高对太阳能的利用效率，特别适用于电网不稳定或电网供电成本较高的场合。附图说明说 明 书CN 103606958 A3/5页50018 图1是本发明实施例结构示意图；图2是本发明负载的控制电路；图3是本发明继电器组中用于控制负载的继电器的控制电路；图4是本发明逆变器的输出电路；图5是公共电网与逆变器的连接电路。具体实施方式0019 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。0020 如图1至图5所示的实施例，图标号说明：逆变器本体1、负载21、光伏电池22、蓄电池23、公共电网24、主控机3、接口电路3
16、1、测量装置4、A/D转换器41、数字信号处理器5、储存芯片6、继电器组7、驱动电路71、可控硅8、显示器9。0021 本发明一种混合式逆变器，包括有与负载21相连接的逆变器本体1，逆变器本体1与主控机3相连接，其中，逆变器本体1分别与光伏电池22、蓄电池23以及公共电网24相连接，逆变器本体1内设置有用于接收、处理测量装置4测得的物理量的数字信号处理器5、用于储存逆变器运行数据的储存芯片6以及用于转换控制信号的继电器组7，继电器组7中用于控制负载21的继电器上并联一可控硅8，数字信号处理器5与储存芯片6信号连接，继电器组7通过驱动电路71与数字信号处理器5信号连接，储存芯片6与驱动电路71信号连接；数字信号处理器5接收、处理测量装置4测得的物理量判断发电状况和用电状况，选择工作模式并发出控制信号。0022 实施例中，负载21的控制电路与用于控制负载21的继电器的控制电路相并联，负载21的控制电路中连接有可控硅Q20和可控硅Q21
