一种多功能光伏UPS系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种多功能光伏UPS系统及其控制方法，包括光伏电池、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、DC/DC单元、蓄电池、双向DC/DC单元、逆变器单元及控制器单元，所述控制器单元与所述第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元及第五开关单元电性连接，所述逆变器单元、双向DC/DC单元及DC/DC单元分别与所述控制器单元电性连接。本发明通过控制器单元控制第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元及第五开关单元的通断，系统具有UPS、光伏离网发电及光伏并网发电功能，控制器单元优化系统工作模式，提高光伏资源的利用效率，最大限度地发挥效用。

主权项

一种多功能光伏UPS系统的控制方法，其特征在于，多功能光伏UPS系统包括光伏电池（100）、第一开关单元（K1）、第二开关单元（K2）、第三开关单元（K3）、第四开关单元（K4）、第五开关单元（K5）、DC/DC单元（200）、蓄电池（300）、双向DC/DC单元（400）、逆变器单元（500）及控制器单元（600），所述光伏电池（100）与所述第一开关单元（K1）及第二开关单元（K2）一端电性连接，所述第二开关单元（K2）另一端与所述DC/DC单元（200）的输入端电性连接，所述DC/DC单元（200）的输出端与所述蓄电池（300）电性连接；所述第三开关单元（K3）一端与所述蓄电池（300）电性连接，所述第一开关单元（K1）另一端及所述第三开关单元（K3）另一端与所述双向DC/DC单元（400）的低压侧电性连接，所述双向DC/DC单元（400）的高压侧与所述逆变器单元（500）的输入端电性连接，所述双向DC/DC单元（400）的高压侧与所述逆变器单元（500）的输入端之间并联连有母线电容组（C），所述逆变器单元（500）的第一连接端与所述第四开关单元（K4）一端电性连接，所述逆变器单元（500）的第二连接端与所述第五开关单元（K5）一端电性连接，所述第四开关单元（K4）另一端电性连接有用电负载（700），所述第五开关单元（K5）另一端电性连接有电网（800），所述控制器单元（600）与所述第一开关单元（K1）、第二开关单元（K2）、第三开关单元（K3）、第四开关单元（K4）及第五开关单元（K5）电性连接，所述逆变器单元（500）控制端、双向DC/DC单元（400）控制端、DC/DC单元（200）、控制端显示装置（900）、人机接口（1000）及通信单元（1100）分别与所述控制器单元（600）电性连接，多功能光伏UPS系统的控制方法包括如下步骤：（A）、所述控制器单元（600）通过人机接口（1000）获取用户设置的系统工作模式，所述系统工作模式设置为UPS模式、光伏离网逆变器模式或光伏并网逆变器模式；（B）、所述控制器单元（600）通过人机接口（1000）获取用户设置的用电负载（700）的额定输入功率值；（C）、所述控制器单元（600）根据用户设置实现系统工作模式切换，当系统工作模式为UPS模式时，则转入步骤D；当系统工作模式为光伏离网逆变器模式时，所述控制器单元（600）检测光伏电池（100）的实际输出功率，如果光伏电池（100）的实际输出功率≥用电负载（700）的额定输入功率时，则转入步骤E，如果光伏电池（100）的实际输出功率＜用电负载（700）的额定输入功率时，则转入步骤F；当系统工作模式为光伏并网逆变器模式时，则转入步骤G；（D）、所述控制器单元（600）控制所述第一开关单元（K1）及第二开关单元（K2）断开，第三开关单元（K3）、第四开关单元（K4）及第五开关单元（K5）闭合，此时蓄电池（300）、双向DC/DC单元（400）、母线电容组（C）、逆变器单元（500）、控制器单元（600）、用电负载（700）与电网（800）构成UPS系统；（E）、所述控制器单元（600）控制第三开关单元（K3）及第五开关单元（K5）断开，第一开关单元（K1）、第二开关单元（K2）及第四开关单元（K4）闭合，此时光伏电池（100）、双向DC/DC单元（400）、母线电容组（C）、逆变器电路单元（500）、控制器单元（600）及用电负载（700）构成第一光伏离网逆变器系统，双向DC/DC单元（400）和DC/DC单元（200）联合工作于MPPT模式，光伏电池（100）直接为用电负载（700）供电，并同时通过DC/DC单元（200）给蓄电池（300）充电；（F）、所述控制器单元（600）控制第一开关单元（K1）及第五开关单元（K5）断开，第二开关单元（K2）、第三开关单元（K3）及第四开关单元（K4）闭合，此时光伏电池（100）、DC/DC单元（200）、蓄电池（300）、双向DC/DC单元（400）、母线电容组（C）、逆变器电路单元（500）、控制器单元（600）及用电负载（700）构成第二光伏离网逆变器系统，DC/DC单元（200）工作于MPPT模式，此时光伏电池（100）与蓄电池（300）共同为用电负载（700）供电；（G）、所述控制器单元（600）控制第二开关单元（K2）、第三开关单元（K3）及第四开关单元（K4）断开，第一开关单元（K1）及第五开关单元（K5）闭合，此时光伏电池（100）、双向DC/DC单元（400）、母线电容组（C）、逆变器单元（500）、控制器单元（600）及电网（800）构成光伏并网逆变器系统，双向DC/DC单元（400）工作于MPPT模式，光伏电池（100）吸收太阳光能转化的电能经所述双向DC/DC单元（400）升压并通过逆变器单元（500）逆变后并联入电网（800）进行发电。