專利名稱：一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本實(shí)用新型涉及一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前，1麗三相光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖3所示，大都采用兩臺(tái)500kW光伏并網(wǎng)逆變器輸出直接并聯(lián)，或者如圖4所示的采用兩臺(tái)500kW光伏并網(wǎng)逆變器然后通過一臺(tái)雙分裂升壓箱變的兩個(gè)低壓繞組并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，并網(wǎng)電壓等級(jí)基本為270V、300V、315V這幾種，其并網(wǎng)電壓低，系統(tǒng)發(fā)電效率比較低。前級(jí)的電池組件組合要求統(tǒng)一，不能實(shí)現(xiàn)多種不同組合類型的光伏陣列一起并網(wǎng)。為了滿足不同光伏陣列組合并網(wǎng)發(fā)電和提高系統(tǒng)發(fā)電效率，本設(shè)計(jì)人實(shí)用新型出如下技術(shù)方案。本實(shí)用新型克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其可對(duì)不同的光伏陣列輸出直流電進(jìn)行獨(dú)立升壓后一起并網(wǎng)發(fā)電，兼容性好，通過BOOST升壓電路分別對(duì)對(duì)應(yīng)的光伏陣列進(jìn)行升壓及通過控制器進(jìn)行BOOST升壓電路的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，擴(kuò)大了最大功率點(diǎn)跟蹤范圍，提高了直流側(cè)電壓和逆變轉(zhuǎn)化效率，然后通過單獨(dú)的一個(gè)逆變器就能與不同的光伏陣列組合連接并網(wǎng)發(fā)電，節(jié)省成本，同時(shí)，滿足不同的環(huán)境需求，提高光能利用率和系統(tǒng)發(fā)電效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可對(duì)不同的光伏陣列輸出直流電進(jìn)行獨(dú)立升壓后一起并網(wǎng)發(fā)電，在每個(gè)光伏陣列直流輸出端順次連接有直流斷路器1、直流EMI濾波器2，以及用于對(duì)輸出直流電進(jìn)行升壓及最大功率跟蹤的BOOST升壓電路3，所述所有BOOST升壓電路3的輸出端并聯(lián)連接后順次連接有用于吸收來自直流側(cè)和逆變器側(cè)的紋波電流的直流支撐電容4，用于把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的三相全橋IGBT逆變器電路5，用于消除交流諧波的正弦濾波器6，用于電路保護(hù)通斷控制的交流主接觸器7，用于消除高頻干擾的交流EMI濾波器8，以及用于實(shí)現(xiàn)主功率電路與電網(wǎng)通斷的交流斷路器9，所述交流斷路器9輸出端與電網(wǎng)連接，所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還包括有用于實(shí)時(shí)檢測(cè)交直流側(cè)電流電壓的電流電壓檢測(cè)模塊12，以及通過電流電壓檢測(cè)模塊12的檢測(cè)值來對(duì)BOOST升壓電路3進(jìn)行最大功率跟蹤控制的控制器15，所述控制器15分別與BOOST升壓電路3、三相全橋IGBT逆變器電路5控制連接。所述電流電壓檢測(cè)模塊12包括用于檢測(cè)直流側(cè)電流電壓的直流電壓傳感器和電流互感器，以及用于檢測(cè)交流側(cè)電流電壓的交流電壓采集板和電流互感器。所述每個(gè)光伏陣列直流輸出端與對(duì)應(yīng)的直流斷路器I輸入端之間連接有直流避雷器10，所述交流斷路器9輸出端與電網(wǎng)之間連接有交流避雷器11。所述交流主接觸器7兩端還并接有由交流輔助接觸器71和緩沖電阻72串接所組成的輔助開關(guān)電路。[0009]所述光伏陣列、直流斷路器1、直流EMI濾波器2及BOOST升壓電路3的個(gè)數(shù)都為 兩個(gè)，所述兩個(gè)BOOST升壓電路3的輸出正極端相連接后與直流支撐電容4正極連接，負(fù)極 端相連接后與直流支撐電容4負(fù)極連接。[0010]所述光伏陣列、直流斷路器1、直流EMI濾波器2及BOOST升壓電路3的個(gè)數(shù)都為 3個(gè)，所述3個(gè)BOOST升壓電路3的輸出正極端相連接后與直流支撐電容4正極連接，負(fù)極 端相連接后與直流支撐電容4負(fù)極連接。[0011 ] 所述正弦濾波器6為L(zhǎng)CL正弦濾波器。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是[0013]1、可對(duì)不同的光伏陣列輸出直流電進(jìn)行獨(dú)立升壓后一起并網(wǎng)發(fā)電，對(duì)要接入的光 伏陣列的兼容性好；[0014]2、通過BOOST升壓電路分別對(duì)對(duì)應(yīng)的光伏陣列進(jìn)行升壓及通過控制器對(duì)進(jìn)行 BOOST升壓電路的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，擴(kuò)大了最大功率點(diǎn)跟蹤范圍，提高了直流側(cè)電壓和 逆變轉(zhuǎn)化效率。[0015]3、通過單獨(dú)的一個(gè)逆變器就能與不同的光伏陣列組合連接并網(wǎng)發(fā)電，節(jié)省成本， 提高了并網(wǎng)側(cè)電壓，同時(shí)，滿足不同光伏陣列組合方式和不同的環(huán)境需求，提高光能利用率 和系統(tǒng)發(fā)電效率。[0016]4、通過增加直流避雷器和交流斷路器，防止雷擊，保護(hù)器件安全。[0017]5、通過輔助開關(guān)電路，減小開機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊。[
][0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中使用三相變壓器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中使用三相雙分裂變壓器的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[具體實(shí)施方式
][0022]
以下結(jié)合附圖與本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述[0023]一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可對(duì)不同的光伏陣列輸出直流電進(jìn)行獨(dú) 立升壓后一起并網(wǎng)發(fā)電，其特征在于在每個(gè)光伏陣列直流輸出端順次連接有直流斷路器1、 直流EMI濾波器2，以及用于對(duì)輸出直流電進(jìn)行升壓及最大功率跟蹤的BOOST升壓電路3， 所述所有BOOST升壓電路3的輸出端并聯(lián)連接后順次連接有用于吸收來自直流側(cè)和逆變器 側(cè)的紋波電流的直流支撐電容4，用于把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的三相全橋IGBT逆變器電路 5，用于消除交流諧波的正弦濾波器6，用于電路保護(hù)通斷控制的交流主接觸器7，用于消除 高頻干擾的交流EMI濾波器8，以及用于實(shí)現(xiàn)主功率電路與電網(wǎng)通斷的交流斷路器9，所述 交流斷路器9輸出端與電網(wǎng)連接，所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還包括有用于實(shí)時(shí)檢測(cè)交直流側(cè)電流電壓 的電流電壓檢測(cè)模塊12，以及通過電流電壓檢測(cè)模塊12的檢測(cè)值來對(duì)BOOST升壓電路3進(jìn) 行最大功率跟蹤控制的控制器15，所述控制器15分別與BOOST升壓電路3、三相全橋IGBT 逆變器電路5控制連接，分別進(jìn)行BOOST升壓電路3的升壓控制和三相全橋IGBT逆變器電 路5的逆變控制。[0024]如上所述電流電壓檢測(cè)模塊12包括用于檢測(cè)直流側(cè)電流電壓的直流電壓傳感器和電流互感器，以及用于檢測(cè)交流側(cè)電流電壓的交流電壓采集板和電流互感器，以便于控制器15對(duì)BOOST升壓電路3進(jìn)行最大功率跟蹤控制。如上所述的每個(gè)光伏陣列直流輸出端與對(duì)應(yīng)的直流斷路器I輸入端之間連接有直流避雷器10，所述交流斷路器9輸出端與電網(wǎng)之間連接有交流避雷器11，防止雷擊，保護(hù)器件安全。如上所述交流主接觸器7在正常狀態(tài)下接通，故障情況斷開，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。本實(shí)用新型中所述交流主接觸器7兩端還并接有由交流輔助接觸器71和緩沖電阻72串接所組成的輔助開關(guān)電路，通過緩沖電阻72減小電流沖擊。開機(jī)時(shí)，首先輔助開關(guān)電路中的交流輔助接觸器71閉合，交流電通過緩沖電阻72，并利用三相全橋IGBT逆變器電路5中的續(xù)流二極管形成的三相整流橋電路對(duì)直流支撐電容4進(jìn)行充電，然后再閉合主接觸器7對(duì)直流支撐電容4繼續(xù)充電。實(shí)施例1，如圖1所示，所述的光伏陣列為兩個(gè)，輸出直流電壓的級(jí)別分別是500V、700V時(shí)，每個(gè)光伏陣列分別通過直流斷路器1、直流EMI濾波器2、BOOST升壓電路3進(jìn)行升壓、及控制器15進(jìn)行BOOST升壓電路3的最大功率跟蹤控制，把電壓升壓至960V級(jí)別，然后通過三相全橋IGBT逆變器電路5進(jìn)行三相逆變并網(wǎng)發(fā)電，并網(wǎng)電壓可提高到620V以上，通過上述結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩種不同的光伏陣列的一起并網(wǎng)，不但擴(kuò)大了最大功率點(diǎn)跟蹤范圍，而且提高了直流側(cè)電壓和逆變轉(zhuǎn)化效率。實(shí)施例2，如圖2所示，所述的光伏陣列為3個(gè)，輸出直流電壓的級(jí)別分別是500V、700V.900V時(shí)，每個(gè)光伏陣列分別通過直流斷路器1、直流EMI濾波器2、BOOST升壓電路3進(jìn)行升壓、及控制器15進(jìn)行BOOST升壓電路3的最大功率跟蹤控制，把直流側(cè)電壓升壓至960V級(jí)別，然后通過三相全橋IGBT逆變器電路5進(jìn)行三相逆變并網(wǎng)發(fā)電，并網(wǎng)電壓可提高到620V以上，通過上述結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了 3種不同的光伏陣列的一起并網(wǎng)，不但擴(kuò)大了最大功率點(diǎn)跟蹤范圍，而且提高了直流側(cè)電壓和逆變轉(zhuǎn)化效率。以上兩實(shí)施例中所述的正弦濾波器6都可以采用LCL正弦濾波器消除諧波得到與電網(wǎng)同頻的交流電。本實(shí)用新型及以上兩實(shí)施例的具體工作原理如下光伏陣列轉(zhuǎn)化的直流電經(jīng)直流配電箱的整合后引出各組正負(fù)直流輸出線，通過直流斷路器I輸入到直流EMI濾波器2進(jìn)行低通濾波，消除直流中高頻干擾信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)直流配電端的保護(hù)，然后通過BOOST升壓電路3分別對(duì)各組輸入直流電壓進(jìn)行升壓，同時(shí)，電流電壓檢測(cè)模塊12實(shí)時(shí)檢測(cè)直流側(cè)電壓、電流、交流側(cè)電壓、電流，通過控制器15通過功率計(jì)算，完成每個(gè)BOOST升壓電路3的最大功率跟蹤，將穩(wěn)定的直流電通過直流支撐電容4吸收紋波電流后送入到三相全橋IGBT逆變器電路5，并通過控制器15完成三相全橋IGBT逆變器電路5的驅(qū)動(dòng)，然后三相全橋IGBT逆變器電路5輸出的交流電經(jīng)正弦濾波器6消除諧波得到與電網(wǎng)同頻的交流電，并通過交流EMI濾波器8消除高頻干擾后并入電網(wǎng)。一般情況下，市場(chǎng)上光伏陣列的輸出直流電壓的級(jí)別為如上幾種，如上所述的兩個(gè)實(shí)施例已經(jīng)滿足實(shí)際的大部分應(yīng)用，若實(shí)際當(dāng)中要再連接其他的光伏陣列，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述技術(shù)啟示實(shí)現(xiàn)所需。本實(shí)用新型中實(shí)施例中所提的光伏陣列輸出電壓大小及通過BOOST升壓電路3把直流電升壓到960V的電壓級(jí)別等參數(shù)，不作為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定，其只是一種 具體實(shí)施例中的參數(shù)設(shè)定。本實(shí)用新型保護(hù)的是一種可對(duì)不同的光伏陣列輸出直流電進(jìn)行 獨(dú)立升壓后一起并網(wǎng)發(fā)電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿足不同光伏陣列組合方式，兼容性好，通過采用多 組BOOST升壓電路3分別對(duì)多組不同的光伏陣列進(jìn)行升壓，及通過控制器15對(duì)各個(gè)BOOST 升壓電路3進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，擴(kuò)大了最大功率點(diǎn)跟蹤范圍，大大提聞了直流側(cè)電 壓，然后通過一個(gè)逆變器進(jìn)行逆變并網(wǎng)發(fā)電，節(jié)省成本，提高了并網(wǎng)側(cè)電壓，同時(shí)，滿足不同 光伏陣列組合方式和不同的環(huán)境需求，提高光能利用率和系統(tǒng)發(fā)電效率。
權(quán)利要求1.一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可對(duì)不同的光伏陣列輸出直流電進(jìn)行獨(dú)立升壓后一起并網(wǎng)發(fā)電，其特征在于在每個(gè)光伏陣列直流輸出端順次連接有直流斷路器(I )、直流EMI濾波器(2)，以及用于對(duì)輸出直流電進(jìn)行升壓及最大功率跟蹤的BOOST升壓電路(3)，所述所有BOOST升壓電路(3)的輸出端并聯(lián)連接后順次連接有用于吸收來自直流側(cè)和逆變器側(cè)的紋波電流的直流支撐電容(4)，用于把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的三相全橋IGBT逆變器電路(5)，用于消除交流諧波的正弦濾波器(6)，用于電路保護(hù)通斷控制的交流主接觸器(7)，用于消除高頻干擾的交流EMI濾波器(8)，以及用于實(shí)現(xiàn)主功率電路與電網(wǎng)通斷的交流斷路器(9)，所述交流斷路器(9)輸出端與電網(wǎng)連接，所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還包括有用于實(shí)時(shí)檢測(cè)交直流側(cè)電流電壓的電流電壓檢測(cè)模塊(12)，以及通過電流電壓檢測(cè)模塊(12)的檢測(cè)值來對(duì)BOOST升壓電路(3)進(jìn)行最大功率跟蹤控制的控制器(15)，所述控制器(15)分別與BOOST升壓電路(3 )、三相全橋IGBT逆變器電路(5 )控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電流電壓檢測(cè)模塊(12 )包括用于檢測(cè)直流側(cè)電流電壓的直流電壓傳感器和電流互感器，以及用于檢測(cè)交流側(cè)電流電壓的交流電壓采集板和電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述每個(gè)光伏陣列直流輸出端與對(duì)應(yīng)的直流斷路器(I)輸入端之間連接有直流避雷器(10)，所述交流斷路器(9)輸出端與電網(wǎng)之間連接有交流避雷器(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述交流主接觸器(7)兩端還并接有由交流輔助接觸器(71)和緩沖電阻(72)串接所組成的輔助開關(guān)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光伏陣列、直流斷路器(I)、直流EMI濾波器(2)及BOOST升壓電路(3)的個(gè)數(shù)都為兩個(gè)，所述兩個(gè)BOOST升壓電路(3)的輸出正極端相連接后與直流支撐電容(4)正極連接，負(fù)極端相連接后與直流支撐電容(4)負(fù)極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光伏陣列、直流斷路器(I)、直流EMI濾波器(2 )及BOOST升壓電路(3 )的個(gè)數(shù)都為3個(gè)，所述3個(gè)BOOST升壓電路(3)的輸出正極端相連接后與直流支撐電容(4)正極連接，負(fù)極端相連接后與直流支撐電容(4)負(fù)極連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述正弦濾波器(6)為L(zhǎng)CL正弦濾波器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型三相光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)光伏陣列直流輸出端順次連接有直流斷路器(1)、直流EMI濾波器(2)，以及用于對(duì)輸出直流電進(jìn)行升壓及最大功率跟蹤的BOOST升壓電路(3)，所述所有BOOST升壓電路(3)的輸出端并聯(lián)連接后順次連接有用于吸收來自直流側(cè)和逆變器側(cè)的紋波電流的直流支撐電容(4)，用于把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的三相全橋IGBT逆變器電路(5)，用于消除交流諧波的正弦濾波器(6)，用于電路保護(hù)通斷控制的交流主接觸器(7)，用于消除高頻干擾的交流EMI濾波器(8)，以及用于實(shí)現(xiàn)主功率電路與電網(wǎng)通斷的交流斷路器(9)，所述交流斷路器(9)輸出端與電網(wǎng)連接。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202841003SQ201220443069
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者王建軍, 嚴(yán)長(zhǎng)輝, 于虹, 陳守信, 蘇潮, 楊振宇 申請(qǐng)人:廣東明陽龍?jiān)措娏﹄娮佑邢薰?br>