[發(fā)明專(zhuān)利]基于直流變換器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其工作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810152801.4
• 申請(qǐng)日: 2008-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101499666A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周雪松;郭潤(rùn)睿;馬幼捷;田密;陳德樹(shù);王輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02N6/00;G05F1/67
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，特別是一種基于直流變換器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其工作方法。

(二)背景技術(shù)：

太陽(yáng)能作為一種重要的可再生能源，其資源豐富清潔，是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略中的一個(gè)重要組成部分，近年來(lái)發(fā)展迅速。太陽(yáng)能利用的三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是：太陽(yáng)能從補(bǔ)充能源向替代能源的地位轉(zhuǎn)變、太陽(yáng)能發(fā)電從無(wú)電地區(qū)向有電地區(qū)發(fā)展、太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)從離網(wǎng)的獨(dú)立光伏系統(tǒng)向光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。

但目前仍有許多因素制約著戶(hù)用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)在我國(guó)的推廣，其中之一即是光伏系統(tǒng)成本；戶(hù)用光伏系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池陣列和必要的電力電子變換設(shè)備兩部分構(gòu)成。由于并網(wǎng)逆變器必須要有隔離變壓器對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)和電網(wǎng)之間進(jìn)行電隔離，導(dǎo)致光伏系統(tǒng)造價(jià)升高，限制了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的推廣。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于直流變換器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其工作方法，結(jié)合該系統(tǒng)的直流變換器高升壓變比、高效率的特點(diǎn)、數(shù)字信號(hào)處理器的高速處理能力、快速準(zhǔn)確的電壓、電流檢測(cè)技術(shù)和簡(jiǎn)潔有效的控制算法，可完成最大功率跟蹤(MPPT)和并網(wǎng)兩項(xiàng)功能，大大地提高了太陽(yáng)能電池陣列對(duì)太陽(yáng)能的利用效率，并從最大程度上提高光伏陣列輸出電能的質(zhì)量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，從而提高了整個(gè)光伏系統(tǒng)的性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種基于新型直流變換器的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于它是由直流變換器、并網(wǎng)逆變器、隔離變壓器及控制電路所組成；所說(shuō)的直流變換器的輸入端分別連接太陽(yáng)能電池陣列的兩端，其輸出端連接并網(wǎng)逆變器的輸入端；所說(shuō)的并網(wǎng)逆變器的輸出端與隔離變壓器的輸入端連接，隔離變壓器的輸出端與電網(wǎng)連接；所說(shuō)的以數(shù)字信號(hào)處理器為控制核心的控制電路的輸入端連接直流變換器和逆變器的信號(hào)輸出端，輸出端則連接直流變換器和并網(wǎng)逆變器的信號(hào)輸入端。

上述所說(shuō)的直流變換器外部硬件設(shè)備包括：高增益Boost變換電路、驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路、電壓傳感器、電流傳感器以及輔助電路；其中，用于采集太陽(yáng)能電池陣列的輸出電流的電流傳感器，其輸入端連接太陽(yáng)能電池陣列輸出端的正極，輸出端連接高增益Boost變換電路輸入端的正極，采集的信號(hào)通過(guò)直流變換器的信號(hào)輸出口輸出連接到控制電路；用于采集太陽(yáng)能電池陣列的輸出電壓的電壓傳感器，其輸入端連接太陽(yáng)能電池陣列輸出端的正極，輸出端連接太陽(yáng)能電池陣列輸出端的負(fù)極，采集的信號(hào)通過(guò)直流變換器的信號(hào)輸出口輸出連接到控制電路；用于將太陽(yáng)能電池陣列輸出的電壓較低的、不穩(wěn)定的電能變換為電壓較高的、穩(wěn)定的電能的高增益Boost變換電路，其輸出端通過(guò)直流母線連接并網(wǎng)逆變器的輸入端；用于將控制電路發(fā)出的能量較低的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為能量較高的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路，其輸入端通過(guò)直流變換器的信號(hào)輸入口與控制電路連接，輸出端連接用于控制高增益Boost變換電路的工作的高增益Boost變換電路中開(kāi)關(guān)器件的控制端；所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路中，數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)生的PWM控制信號(hào)Gdrive經(jīng)HCPL-316J型驅(qū)動(dòng)芯片輸出連接到高增益Boost變換電路的開(kāi)關(guān)器件MOSFET的柵極G，柵極G和源極S間并聯(lián)兩個(gè)用于保證MOSFET不會(huì)因?yàn)闁艠OG和源極S間過(guò)壓而損壞的對(duì)接的15V穩(wěn)壓管；用于檢測(cè)MOSFET的導(dǎo)通壓降的MOSFET_C與MOSFET的漏極C相連；

上述所說(shuō)的并網(wǎng)逆變器外部硬件設(shè)備包括：并網(wǎng)逆變器主電路、光耦隔離電路、兩個(gè)電壓傳感器、電流傳感器以及輔助電路；其中，用于將直流變換器輸出的電壓較高的、穩(wěn)定的直流電逆變?yōu)榉想娋W(wǎng)要求的工頻交流電的并網(wǎng)逆變器主電路，其輸入端通過(guò)直流母線連接直流變換器的輸出端，輸出端連接隔離變壓器的輸入端；用于實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器主電路和控制電路之間的信號(hào)隔離的光耦隔離電路的輸入端通過(guò)并網(wǎng)逆變器的信號(hào)，其輸入端與控制電路連接，輸出端連接并網(wǎng)逆變器主電路各個(gè)開(kāi)關(guān)管的控制極；兩個(gè)電壓傳感器包括一個(gè)用于測(cè)量并網(wǎng)逆變器主電路輸入端的電壓的電壓傳感器和一個(gè)用于測(cè)量并網(wǎng)逆變器主電路的輸出電壓的電壓傳感器，其中用于測(cè)量并網(wǎng)逆變器主電路輸入端的電壓的電壓傳感器的輸入端連接并網(wǎng)逆變器主電路輸入端的正極，輸出端連接并網(wǎng)逆變器主電路輸入端的負(fù)極，另一個(gè)用于測(cè)量并網(wǎng)逆變器主電路的輸出電壓的電壓傳感器的輸入端連接并網(wǎng)逆變器主電路輸出端的正極，輸出端連接并網(wǎng)逆變器主電路輸出端的負(fù)極；用于測(cè)量并網(wǎng)逆變器主電路的輸出電流的電流傳感器的輸入端連接并網(wǎng)逆變器主電路輸出端的正極，輸出端連接隔離變壓器輸入端的正極極。