一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，特別涉及對(duì)500kW及以上功率光伏并網(wǎng)逆變器輸出電流諧波的補(bǔ)償。
技術(shù)背景
[0002]光伏并網(wǎng)逆變器是一種用于將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的電力電子裝置。其核心是通過(guò)控制電力電子功率器件(如IGBT等)的開(kāi)通或關(guān)斷并經(jīng)過(guò)電抗器和電容器的濾波后輸出期望的標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，但由于電力電子器件的開(kāi)關(guān)頻率受限、電抗器的成本較高和控制誤差等因素導(dǎo)致在實(shí)際用中大功率光伏并網(wǎng)逆變器中電力電子器件的開(kāi)關(guān)頻率不會(huì)超過(guò)20kHz，電抗器的額定容量不會(huì)超過(guò)逆變器總?cè)萘康?4%，控制誤差大于0.5%，以上這些因素導(dǎo)致逆變器的輸出功率工作在30%及以上功率段時(shí)輸出的電流諧波含有率比較理想，但輸出功率在30%及以下功率段時(shí)其輸出的電流諧波含有率明顯增加，在一些工程中其輸出電流諧波含有率甚至超過(guò)10%，這對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)是極為不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出的是一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其目的旨在保證逆變器并入電網(wǎng)的電流諧波含有率在全功率段都低于2%，兩組變流器的功率比例為10:1。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案，一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其結(jié)構(gòu)是由A、B兩組變流器及其配套的電抗器和電容器組成，A、B兩組變流器并聯(lián)運(yùn)行，其中，A組變流器以500kW或以上功率的三相兩電平變流器；B組變流器以50kW或以上功率的三相兩電平變流器，A組電感值為0.08mH的工頻三相濾波電抗器，B組電感值為0.3mH的高頻三相濾波電抗器，500kff或以上功率的三相變流器以1500Hz的開(kāi)關(guān)頻率按照SVPffM的控制原則將光伏電池板的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能并入電網(wǎng)，50kW或以上功率的三相兩電平變流器并聯(lián)在電網(wǎng)接入端，用于補(bǔ)償逆變器輸出的紋波電流和諧波，保證逆變器并入電網(wǎng)的電流諧波含有率在全功率段都低于2%，兩組變流器的功率比例為10:1。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1)由IGBT開(kāi)關(guān)管Tl一T6構(gòu)成的兩電平變流器以1500Hz的開(kāi)關(guān)頻率轉(zhuǎn)換后輸出給由電感器LI一L3構(gòu)成的0.0SmH的濾波電抗器并經(jīng)濾波器Cl一C3濾波后形成含有諧波的交流電流；由IGBT開(kāi)關(guān)管SI—S6、電感器L4一L6和濾波器C4一C6構(gòu)成的有源濾波環(huán)節(jié)，降低IGBT開(kāi)關(guān)管Tl一T6的開(kāi)關(guān)頻率使其有功損耗降低，降低電感器LI一L3的電感值使其成本降低，同時(shí)增加有源濾波環(huán)節(jié)解決了由IGBT開(kāi)關(guān)管Tl一T6開(kāi)關(guān)頻率降低、電感器LI一L3電感值減小而導(dǎo)致的諧波增加，兩組變流器的功率比例為10:1 ;
2)大功率變流器中電力電子器件開(kāi)關(guān)頻率低、有功損耗小，小功率變流器中電力電子器件開(kāi)關(guān)頻率高、補(bǔ)償諧波能力強(qiáng)，其優(yōu)勢(shì)是逆變器在全功率段并網(wǎng)電流的諧波含有率都低于2% ο
【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖1是大功率光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)湓韴D。
【具體實(shí)施方式】
[0007]一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其結(jié)構(gòu)是由A、B兩組變流器及其配套的電抗器和電容器組成，A、B兩組變流器并聯(lián)運(yùn)行，其中，A組變流器以500kW或以上功率的三相兩電平變流器；B組變流器以50kW或以上功率的三相兩電平變流器，A組電感值為0.08mH的工頻三相濾波電抗器，B組電感值為0.3mH的高頻三相濾波電抗器，500kW或以上功率的三相變流器以1500Hz的開(kāi)關(guān)頻率按照SVPffM的控制原則將光伏電池板的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能并入電網(wǎng)，50kW或以上功率的三相兩電平變流器并聯(lián)在電網(wǎng)接入端，用于補(bǔ)償逆變器輸出的紋波電流和諧波，保證逆變器并入電網(wǎng)的電流諧波含有率在全功率段都低于2%，兩組變流器的功率比例為10:1。
[0008]所述A組變流器的輸入端連接太陽(yáng)能電池板匯流后的輸出端，變流器中的電力電子器件以1500Hz的開(kāi)關(guān)頻率按照期望的控制策略相互切換狀態(tài)，變流器輸出的電流經(jīng)感值為0.08mH的三相電抗器和交流電容器濾波后輸出為含有諧波的逆變電流，
所述B組變流器并聯(lián)在逆變電流的出口端，通過(guò)檢測(cè)逆變電流的諧波成分并輸出與其大小相等方向相反的諧波電流從而補(bǔ)償逆變電流含有的諧波，使逆變器整機(jī)輸出的諧波電流含量在整個(gè)功率段都低于2%。
[0009]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
如圖1所示，一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其結(jié)構(gòu)是由A、B兩組變流器及其配套的電抗器和電容器組成，A、B兩組變流器并聯(lián)運(yùn)行，其中，A組變流器以500kW或以上功率的三相兩電平變流器組變流器以50kW或以上功率的三相兩電平變流器，A組電感值為0.08mH的工頻三相濾波電抗器，B組電感值為0.3mH的高頻三相濾波電抗器，500kW或以上功率的三相變流器以1500Hz的開(kāi)關(guān)頻率按照SVPffM的控制原則將光伏電池板的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能并入電網(wǎng)，50kW或以上功率的三相兩電平變流器并聯(lián)在電網(wǎng)接入端；
所述A組變流器，其結(jié)構(gòu)是由A電容器C4、六只IGBT開(kāi)關(guān)管Tl一T6構(gòu)成的A兩電平變流器、由電感器LI一L3構(gòu)成的A濾波電抗器和由電容Cl一C3構(gòu)成的A濾波器；其中A電容器(:4與A兩電平變流器并聯(lián)，A兩電平變流器中的第一 IGBT開(kāi)關(guān)管Tl與第六IGBT開(kāi)關(guān)管T6的接點(diǎn)依次連接A濾波電抗器中的第一電感器L1、A濾波器中的第一電容Cl ;A兩電平變流器中的第三IGBT開(kāi)關(guān)管T3與第四IGBT開(kāi)關(guān)管T4的接點(diǎn)依次連接A濾波電抗器中的第二電感器L2、A濾波器中的第二電容C2 4兩電平變流器中的第五IGBT開(kāi)關(guān)管T5與第二 IGBT開(kāi)關(guān)管T2的接點(diǎn)依次連接A濾波電抗器中的第三電感器L3、A濾波器中的第三電容C3 ;
所述B組變流器，其結(jié)構(gòu)是由B電容器C’ 4、六只IGBT開(kāi)關(guān)管T’ I—r 6構(gòu)成的B兩電平變流器、由電感器L’ I一L’3構(gòu)成的B濾波電抗器和由電容C’ I一C’3構(gòu)成的B濾波器；其中B電容器C’ 4與B兩電平變流器并聯(lián)，B兩電平變流器中的第一 IGBT開(kāi)關(guān)管T’ I與第六IGBT開(kāi)關(guān)管T’ 6的接點(diǎn)依次連接B濾波電抗器中的第一電感器L’ 1、B濾波器中的第一電容C’ I ;B兩電平變流器中的第三IGBT開(kāi)關(guān)管T’ 3與第四IGBT開(kāi)關(guān)管T’ 4的接點(diǎn)依次連接B濾波電抗器中的第二電感器L’ 2、B濾波器中的第二電容C’ 2 ;B兩電平變流器中的第五IGBT開(kāi)關(guān)管T’ 5與第二 IGBT開(kāi)關(guān)管T’ 2的接點(diǎn)依次連接B濾波電抗器中的第三電感器L’3、B濾波器中的第三電容C’3 ;流經(jīng)B電感器L’ I一L’3的電流與流經(jīng)A電感器LI一L3的電流相交匯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其特征是由A、B兩組變流器及其配套的電抗器和電容器組成，A、B兩組變流器并聯(lián)運(yùn)行，其中，A組變流器以500kW或以上功率的三相兩電平變流器；B組變流器以50kW或以上功率的三相兩電平變流器，A組電感值為0.08mH的工頻三相濾波電抗器，B組電感值為0.3mH的高頻三相濾波電抗器，500kW或以上功率的三相變流器以1500Hz的開(kāi)關(guān)頻率按照SVPffM的控制原則將光伏電池板的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能并入電網(wǎng)，50kW或以上功率的三相兩電平變流器并聯(lián)在電網(wǎng)接入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其特征是所述A組變流器，其結(jié)構(gòu)是由A電容器、六只IGBT開(kāi)關(guān)管(Tl一T6)構(gòu)成的A兩電平變流器、由電感器LI一L3構(gòu)成的A濾波電抗器和由三只電容(Cl一C3)構(gòu)成的A濾波器；其中A電容器與A兩電平變流器并聯(lián)，A兩電平變流器中的第一 IGBT開(kāi)關(guān)管(Tl)與第六IGBT開(kāi)關(guān)管(T6)的接點(diǎn)依次連接A濾波電抗器中的第一電感器(L1)、A濾波器中的第一電容(C1);A兩電平變流器中的第三IGBT開(kāi)關(guān)管(T3)與第四IGBT開(kāi)關(guān)管(T4)的接點(diǎn)依次連接A濾波電抗器中的第二電感器(L2)、A濾波器中的第二電容(C2) ;A兩電平變流器中的第五IGBT開(kāi)關(guān)管(T5)與第二IGBT開(kāi)關(guān)管(T2)的接點(diǎn)依次連接A濾波電抗器中的第三電感器(L3)、A濾波器中的第三電容(C3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其特征是所述B組變流器，其結(jié)構(gòu)是由B電容器(C’4)、六只IGBT開(kāi)關(guān)管(T’ I一T’6)構(gòu)成的B兩電平變流器、由三只電感器(L’ I一L’ 3)構(gòu)成的B濾波電抗器和由三只電容(C’ I一C’ 3)構(gòu)成的B濾波器；其中B電容器〔C’ 4)與B兩電平變流器并聯(lián)，B兩電平變流器中的第一 IGBT開(kāi)關(guān)管(Τ’ I)與第六IGBT開(kāi)關(guān)管(Τ’ 6)的接點(diǎn)依次連接B濾波電抗器中的第一電感器(L’ I),B濾波器中的第一電容(C’ I) ;Β兩電平變流器中的第三IGBT開(kāi)關(guān)管(Τ’ 3)與第四IGBT開(kāi)關(guān)管(Τ’ 4)的接點(diǎn)依次連接B濾波電抗器中的第二電感器(L’ 2)、B濾波器中的第二電容(C’ 2) ;Β兩電平變流器中的第五IGBT開(kāi)關(guān)管(Τ’ 5)與第二 IGBT開(kāi)關(guān)管(Τ’ 2)的接點(diǎn)依次連接B濾波電抗器中的第三電感器(L’3)、B濾波器中的第三電容〔C’3);流經(jīng)B電感器(L’ I一L’3)的電流與流經(jīng)A電感器(LI一L3)的電流相交匯。
【專利摘要】本發(fā)明是一種大功率光伏并網(wǎng)逆變器，其結(jié)構(gòu)是由A、B兩組變流器及其配套的電抗器和電容器組成，A、B兩組變流器并聯(lián)運(yùn)行，A、B兩組變流器以500kW、50kW或以上功率的三相兩電平變流器；電感值為0.08mH0、3mH的工頻、高頻三相濾波電抗器，500kW或以上功率的三相變流器以1500Hz的開(kāi)關(guān)頻率按照SVPWM的控制原則將光伏電池板的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能并入電網(wǎng)，50kW或以上功率的三相兩電平變流器并聯(lián)在電網(wǎng)接入端。優(yōu)點(diǎn)：大功率變流器中電力電子器件開(kāi)關(guān)頻率低、有功損耗小，小功率變流器中電力電子器件開(kāi)關(guān)頻率高、補(bǔ)償諧波能力強(qiáng)，其優(yōu)勢(shì)是逆變器在全功率段并網(wǎng)電流的諧波含有率都低于2%。
【IPC分類】H02S40/32, H02M1/12, H02J3/38
【公開(kāi)號(hào)】CN105071645
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510476490
【發(fā)明人】侯克淅, 慕小斌, 馬勇
【申請(qǐng)人】河南森源電氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月6日