CN111969581B - 一种单功率输入接口兼容光伏与风电的供电*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，包括光伏组件、GP发电机、风机和风电转换装置；GP发电机分为光伏转换功率拓扑和控制单元MCU1，风电转换装置分为风电转换功率拓扑和控制单元MCU2；光伏组件的输出端与光伏转换功率拓扑的输入端通过输入功率总线连接，光伏转换功率拓扑转换输出直流信号；风机通过风电转换功率拓扑转换输出直流信号，风电转换功率拓扑的输出端并联接入所述输入功率总线；控制单元MCU1与控制单元MCU2连接。与现有技术相比，本发明提供了兼容性的接口，使光伏阵列和风力发电机并联功率总线汇总使用同一个输入口，也可以满足任意一个单独使用，保证了输入接口的兼容性和能源的高效利用率。

Description

一种单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***
技术领域
本发明涉及一种至少包括光伏与风电两路输入的供电***。
背景技术
现有的风力和光伏发电设备都是通过不同的接口进行电压电流转换后接入***，具体主要分为两种形式：
1、共用交流母线；
如图1所示，设备PV接口的DC/DC模块运行MPPT功能追踪***最大功率点，通过DC/AC输出到交流AC母线；
设备风机接口的DC/DC模块运行稳定DC端口电压，通过DC/AC输出到交流AC母线。
2、共用直流母线；
如图2所示，设备PV接口的DC/DC模块运行MPPT功能追踪***最大功率点，输出到DC母线；设备风机接口的DC/DC模块运行稳定DC端口的母线电压。
发明内容
为了解决上述缺陷，本发明提供了一种单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其技术方案如下：
一种单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，包括光伏组件、GP发电机、风机和风电转换装置；所述GP发电机分为光伏转换功率拓扑和控制单元MCU1，所述风电转换装置分为风电转换功率拓扑和控制单元MCU2；所述光伏组件的输出端与光伏转换功率拓扑的输入端通过输入功率总线连接，光伏转换功率拓扑转换输出直流信号；所述风机通过风电转换功率拓扑转换输出直流信号，风电转换功率拓扑的输出端并联接入所述输入功率总线；所述控制单元MCU1与控制单元MCU2连接，并分别采集所述输入功率总线上的电压和电流信号；在检测到只有光伏一路有输入时，所述控制单元MCU1根据所述输入功率总线上的电压和电流信号，控制光伏转换功率拓扑使光伏组件运行在合适的功率点位置；在检测到风机一路有输入时，所述控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压。
较佳地，所述光伏设备为单个PV光伏板或者PV光伏阵列。
较佳地，在控制单元MCU2接管控制权时，所述控制单元MCU1用于统计电量和辅助保护电路。
较佳地，所述风机和风电转换装置封装在一起。
较佳地，在检测到仅风机一路有输入时，所述控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压。
较佳地，在检测到风机一路有输入、同时光伏一路也有输入时，所述控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压，使光伏组件运行在合适的功率点位置。
较佳地，所述控制单元MCU2由控制单元MCU1使能。
较佳地，所述使光伏组件运行在合适的功率点位置，是运行MPPT功能追踪***最大功率点。
相比现有技术，本发明具有以下优点：
光伏组件的输出端与光伏转换功率拓扑的输入端通过输入功率总线连接，光伏转换功率拓扑转换输出直流信号；风机通过风电转换功率拓扑转换输出直流信号，风电转换功率拓扑的输出端并联接入输入功率总线；控制单元MCU1与控制单元MCU2连接，并分别采集所述输入功率总线上的电压和电流信号，由此本发明提供的具有兼容性的接口，使光伏阵列和风力发电机并联功率总线汇总使用同一个输入口，也可以满足任意一个单独使用，保证了输入接口的兼容性和能源的高效利用率。
GP发电机MCU通过采样输入的电压和电流信号通过控制GP发电机内部拓扑结构，使光伏板运行在合适的功率点位置，保证了能量的高效利用率，并且此兼容接口的设计，能够各种模式自由切换，进而适用于各种需求的用户。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有共交流母线原理框图；
图2为现有共直流母线原理框图；
图3为本发明的工作原理示意图。
图4为本发明的一个实施例的示意图；
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明在现有两种方式的基础上，提出一种输入兼容性接口。使光伏阵列和风力发电机并联功率总线汇总使用同一个输入口，也可以满足任意一个单独使用，也保证了输入接口的兼容性和能源的高效利用。
现结合附图和具体实施例详细说明本发明的技术方案：
图3为本发明的工作原理示意图，如图3所示：一种单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，包括光伏组件、GP发电机、风机和风电转换装置；GP发电机分为光伏转换功率拓扑和控制单元MCU1，风电转换装置分为风电转换功率拓扑和控制单元MCU2；光伏组件的输出端与光伏转换功率拓扑的输入端通过输入功率总线连接，光伏转换功率拓扑转换输出直流信号；风机通过风电转换功率拓扑转换输出直流信号，风电转换功率拓扑的输出端并联接入所述输入功率总线；控制单元MCU1与控制单元MCU2连接，并分别采集所述输入功率总线上的电压和电流信号；在检测到只有光伏一路有输入时，所述控制单元MCU1根据输入功率总线上的电压和电流信号，控制光伏转换功率拓扑使光伏组件运行在合适的功率点位置；在检测到风机一路有输入时，控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压。
光伏设备为单个PV光伏板或者PV光伏阵列。在控制单元MCU2接管控制权时，控制单元MCU1用于统计电量和辅助保护电路。风机和风电转换装置封装在一起。在检测到仅风机一路有输入时，控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压。在检测到风机一路有输入、同时光伏一路也有输入时，所述控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压，使光伏组件运行在合适的功率点位置。控制单元MCU2由控制单元MCU1使能。使光伏组件运行在合适的功率点位置，是运行MPPT功能追踪***最大功率点。
图4为本发明的一个实施例的示意图，如图4所示，单个PV光伏板或者PV光伏阵列汇总PV输入总线，在输入功率总线进行电压和电流信号检测，并且分别送入风机控制MCU和GP发电机MCU；风机通过风机拓扑变换成直流信号；两路直流信号汇总接入GP发电机的功率接口；
工作时，当光伏一路输入能源输入的时候，GP发电机MCU通过采样输入的电压和电流信号通过控制GP发电机内部拓扑结构，使光伏板运行在合适的功率点(根据内部能源需求)位置；
当风机一路输入的时候，风机控制MCU2和GP发电机MCU1进行数据通讯建立互联；建立通讯以后MCU1转换控制权给MCU2，使风机控制MCU2控制直流母线的电压，GP发电机MCU1放弃控制直流母线电压的权力，转为统计电量和其他保护功能；
当光伏能源和风机能源两路同时输入的时候，风机控制MCU2和GP发电机MCU1进行数据通讯建立互联；风机控制MCU2通过采样输入的电压和电流信号通过控制直流母线电压的方式，使光伏板运行在合适的功率点(根据内部能源需求)位置；GP发电机MCU1放弃控制直流母线电压的权力，转为统计电量功能。
三种应用场景下可以实现自由切换，因此可适应不同用户的需求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，包括光伏组件、GP发电机、风机和风电转换装置；其特征在于，所述GP发电机分为光伏转换功率拓扑和控制单元MCU1，所述风电转换装置分为风电转换功率拓扑和控制单元MCU2；所述光伏组件的输出端与光伏转换功率拓扑的输入端通过输入功率总线连接，光伏转换功率拓扑转换输出直流信号；所述风机通过风电转换功率拓扑转换输出直流信号，风电转换功率拓扑的输出端并联接入所述输入功率总线；所述控制单元MCU1与控制单元MCU2连接，并分别采集所述输入功率总线上的电压和电流信号；在检测到只有光伏一路有输入时，所述控制单元MCU1根据所述输入功率总线上的电压和电流信号，控制光伏转换功率拓扑使光伏组件运行在合适的功率点位置；在检测到风机一路有输入时，所述控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压。
2.根据权利要求1所述的单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其特征在于，所述光伏组件 为单个PV光伏板或者PV光伏阵列。
3.根据权利要求1所述的单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其特征在于，在控制单元MCU2接管控制权时，所述控制单元MCU1用于统计电量和辅助保护电路。
4.根据权利要求1所述的单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其特征在于，所述风机和风电转换装置封装在一起。
5.根据权利要求1所述的单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其特征在于，在检测到仅风机一路有输入时，所述控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压。
6.根据权利要求1所述的单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其特征在于，在检测到风机一路有输入、同时光伏一路也有输入时，所述控制单元MCU2与控制单元MCU1进行数据通讯，由控制单元MCU2接管控制权，通过调节风电转换功率拓扑控制直流母线的电压，使光伏组件运行在合适的功率点位置。
7.根据权利要求1所述的单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其特征在于，所述控制单元MCU2由控制单元MCU1使能。
8.根据权利要求1所述的单功率输入接口兼容光伏与风电的供电***，其特征在于，所述使光伏组件运行在合适的功率点位置，是运行MPPT功能追踪***最大功率点。
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