本實(shí)用新型屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，傳統(tǒng)能源的日益枯竭和使用傳統(tǒng)能源造成的巨大污染，如何提高能源利用效率、加強(qiáng)可再生能源的利用，成為解決能源需求增長(zhǎng)與能源緊缺、能源利用與環(huán)境保護(hù)之間矛盾的必然選擇。作為能源最清潔、最高效的利用方式之一，分布式發(fā)電技術(shù)利用各種可用的分散存在的能源進(jìn)行發(fā)電供能，有助于充分利用各地豐富的清潔和可再生能源，向用戶提供“綠色電力”，其研究日益受到各國(guó)關(guān)注。而戶用光伏發(fā)電作為分布式發(fā)電的重要形式之一，已成為提高光伏發(fā)電滲透率和電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力的重要手段之一，近年來(lái)發(fā)展迅速。在歐美等國(guó)，戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用；在我國(guó)，隨著電網(wǎng)公司的大力支持，分布式光伏并網(wǎng)、補(bǔ)貼等相關(guān)配套政策的逐步到位，投資成本的下降以及環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)居民業(yè)主的建設(shè)積極性不斷提高，戶用光伏發(fā)電項(xiàng)目數(shù)量顯著增長(zhǎng)。

西方發(fā)達(dá)國(guó)家在戶用光伏發(fā)電應(yīng)用方面起步較早，最早的戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代，在美國(guó)電力科學(xué)院的支持下，加德納、菲尼克斯和卡爾斯巴德等地區(qū)就建設(shè)了一批戶用光伏示范項(xiàng)目，為戶用光伏發(fā)電接入技術(shù)積累了工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)二十余年的演變，大規(guī)模戶用光伏的接入使電網(wǎng)承載更大的壓力,電網(wǎng)接納分布式光伏電源的能力已成為戶用光伏行業(yè)的主要制約因素。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)將分布式發(fā)電作為太陽(yáng)能開發(fā)的重要發(fā)展趨勢(shì)，強(qiáng)調(diào)即發(fā)即用、就近消納。國(guó)家能源局在《可再生能源十二五規(guī)劃》中提出：按照集中開發(fā)與分布式利用相結(jié)合的原則，積極推進(jìn)太陽(yáng)能的多元化利用，支持建設(shè)以“自發(fā)自用”為主要方式的分布式光伏發(fā)電，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)用電和缺電問(wèn)題。但是現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)均存在無(wú)法滿足沖擊負(fù)荷啟動(dòng)需求，無(wú)法對(duì)沖擊性負(fù)荷的 電能質(zhì)量進(jìn)行調(diào)控等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置，不僅滿足沖擊負(fù)荷的啟動(dòng)電流需求，而且又能對(duì)沖擊負(fù)荷的電能質(zhì)量進(jìn)行調(diào)控。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置，包括電力電子變換器、超級(jí)電容、濾波器、可控開關(guān)以及輔助電源控制電路；所述電力電子變換器的輸入端連接交流電源，該電力電子變換器的輸出端連接濾波器和超級(jí)電容，所述濾波器通過(guò)可控開關(guān)進(jìn)行交流輸出并連接到用于戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷上，所述輔助電源控制電路的輸出端連接可控開關(guān)用于控制可控開關(guān)的關(guān)斷。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本實(shí)用新型設(shè)置在光伏發(fā)電系統(tǒng)的交流母線與沖擊負(fù)荷之間在光伏發(fā)電，通過(guò)在交流輸入側(cè)串聯(lián)高頻變壓器及配套電力電子變換器和超級(jí)電容儲(chǔ)能單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊負(fù)荷啟動(dòng)沖擊電流的補(bǔ)償以及沖擊負(fù)荷異常狀態(tài)的保護(hù)，同時(shí)補(bǔ)償因沖擊負(fù)荷造成的交流母線電壓跌落或畸變，提高戶用光伏系統(tǒng)帶沖擊負(fù)荷的能力，可廣泛用于并網(wǎng)型、離網(wǎng)型、并離網(wǎng)切換型光伏及光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；

圖2是本實(shí)用新型的應(yīng)用系統(tǒng)連接示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：

一種用于戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置，如圖1所示，包括電力電子變換器、超級(jí)電容、濾波器、可控開關(guān)以及輔助電源控制電路。交流電源連接在電力電子變換器的輸入端，電力電子變換器的輸出端連接濾波器和超級(jí)電容，濾波器通過(guò)可控開關(guān)進(jìn)行交流輸出并連接到?jīng)_擊負(fù)荷上，所述輔助電源控制電路的輸出端連接可控開關(guān)用于控制可控開關(guān)的關(guān)斷。

本實(shí)用新型的工作原理為：通過(guò)高頻變壓器串入交流輸入端，利用電力電子裝置對(duì)高頻變壓器施加相應(yīng)的正向或負(fù)向秒沖電壓，利用濾波器實(shí)現(xiàn)脈沖電壓的連續(xù)和平滑，然后通過(guò)可控開關(guān)連接至交流輸出端，并最終實(shí)現(xiàn)給沖擊負(fù)荷的補(bǔ)償與保護(hù)。沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置從最大程度上提高了戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)帶沖擊負(fù)荷的能力，減少了因沖擊負(fù)荷工作造成的交流母線電壓跌落及畸變，從而提高整個(gè)光伏或光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的性能。

本沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置適用于所有離網(wǎng)型和并網(wǎng)型的光伏及光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。圖2給出了使用本實(shí)用新型的戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包括光伏電池板、儲(chǔ)能單元、并網(wǎng)單元、交流電網(wǎng)、沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置、沖擊負(fù)荷和其他負(fù)荷。所述光伏電池板和儲(chǔ)能單元連接到并網(wǎng)單元上，該并網(wǎng)單元與交流電網(wǎng)、其他負(fù)荷及沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置相互連接，所述沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置輸出端與沖擊負(fù)荷相連接。該系統(tǒng)的工作過(guò)程為：

(1)交流輸入側(cè)有電壓時(shí)，所述沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置從交流輸入側(cè)獲得控制器所需能量，此時(shí)沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置控制器開始初始化；

(2)初始化完成后，沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置如果檢測(cè)到交流輸入電壓值為正常值，則閉合可控開關(guān)，并檢測(cè)交流輸出電壓、電流，以判斷沖擊負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)刻；

(3)沖擊負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，需要較大的峰值電流，甚至無(wú)功電流，此時(shí)沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置將根據(jù)交流輸出電壓、電流檢測(cè)值進(jìn)行閉合控制，其目標(biāo)是保證交流輸入側(cè)電壓的正弦化，同時(shí)盡量利用超級(jí)電容通過(guò)高頻變壓器提供負(fù)載所需脈沖電流；

(4)離網(wǎng)情況下，在沖擊負(fù)荷穩(wěn)定工作階段，如果沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置檢測(cè)到交流母線電壓畸變超過(guò)設(shè)定值，沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置可以根據(jù)用戶設(shè)定選擇是否對(duì)電壓進(jìn)行補(bǔ)償；

(5)如果沖擊負(fù)荷所需峰值電流超過(guò)沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置所允許的最大電流，沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置將進(jìn)行限流保護(hù)控制；

(6)如果沖擊負(fù)荷在限流保護(hù)情況下無(wú)法正常工作，例如交流輸出電壓被嚴(yán)重拉低至保護(hù)下限值，則沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置停止工作并切斷可控開關(guān)；

(7)初次啟動(dòng)失敗，沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置將嘗試多次重啟(重啟次數(shù)可由用 戶設(shè)定)，當(dāng)重啟次數(shù)達(dá)到設(shè)定值之后，沖擊負(fù)荷補(bǔ)償裝置將進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，直到用戶手動(dòng)重啟，或者光伏發(fā)電系統(tǒng)給出重啟信號(hào)。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。