[實(shí)用新型]一種并網(wǎng)雙向逆變結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820137416.8
• 申請(qǐng)日: 2008-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201243259Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹仁賢;趙為;陳威;陶磊;倪華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥陽(yáng)光電源有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/72
• 分類號(hào): H02M7/72;H02M7/797;H02J7/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所
• 代理人: 陳 進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種并網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種并網(wǎng)發(fā)電的雙向逆變結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的新能源并網(wǎng)逆變結(jié)構(gòu)為輸入直流源經(jīng)過(guò)橋式電路逆變后接入電網(wǎng)或負(fù)載，一般是使蓄電池通過(guò)單獨(dú)的boost電路升壓后再經(jīng)過(guò)橋式電路逆變送入電網(wǎng)，通過(guò)boost升壓電路使得系統(tǒng)獲得較寬的直流電壓工作范圍，這種電路結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不具有雙向逆變能力，而且boost電路中的開(kāi)關(guān)管與橋式電路中開(kāi)關(guān)管的型號(hào)、等級(jí)與結(jié)構(gòu)不同，所以需要單獨(dú)設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路，增加了系統(tǒng)的成本和體積，降低了系統(tǒng)的可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了一種能有效增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，提高系統(tǒng)效率，降低成本的同時(shí)節(jié)省了體積，而且保證負(fù)載連續(xù)供電工作需要的并網(wǎng)雙向逆變結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種并網(wǎng)雙向逆變結(jié)構(gòu)，包括有風(fēng)機(jī)和太陽(yáng)能光伏組件、蓄電池組、主電路和濾波器，所述的主電路為至少6個(gè)相同的開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的功率模塊；6個(gè)開(kāi)關(guān)管S1與S4，S3與S6，S5與S2分別組成功率模塊的第1、2和3個(gè)橋臂；風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能光伏組件和蓄電池組通過(guò)所述3個(gè)橋臂與濾波器連接后輸出至電網(wǎng)或負(fù)載。

一種并網(wǎng)雙向逆變結(jié)構(gòu)，所述的風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能光伏組件并網(wǎng)，其輸入正極接在S1、S3、S5的公共集電極，負(fù)極接在S2、S4、S6的公共發(fā)射極；蓄電池組的正極通過(guò)一個(gè)電感接到上側(cè)S1的發(fā)射極與下側(cè)S4的集電極之間，負(fù)極接到S4的發(fā)射極；S3與S6的中間點(diǎn)與S5與S2的中間點(diǎn)作為交流輸出點(diǎn)，通過(guò)濾波器接入電網(wǎng)或連接負(fù)載。

一種并網(wǎng)雙向逆變結(jié)構(gòu)，所述的開(kāi)關(guān)管為IGBT開(kāi)關(guān)管。

本實(shí)用新型電路的輸入主要為光伏和風(fēng)力等新能源和蓄電池，其中光伏和風(fēng)力并網(wǎng)時(shí)，其直流輸入的正極接在S1、S3、S5的公共集電極，負(fù)極接在S2、S4、S6的公共發(fā)射極，實(shí)際利用智能功率模塊的橋臂2和3組成單相全橋逆變電路進(jìn)行逆變，此時(shí)并未使用橋臂1。而在蓄電池充放電時(shí)，除了使用橋臂2和3組成的單相全橋逆變電路外，還利用橋臂1，蓄電池的正極通過(guò)一個(gè)電感接到橋臂1的兩個(gè)IGBT的中間點(diǎn)，即上側(cè)S1的發(fā)射極與下側(cè)S4的集電極之間，負(fù)極接到S4的發(fā)射極，通過(guò)橋臂1的開(kāi)關(guān)動(dòng)作與電感，可完成升壓功能和降壓功能，從而實(shí)現(xiàn)了升壓后向電網(wǎng)放電與從電網(wǎng)降壓后充電的雙向逆變功能，因?yàn)橹悄芄β誓K內(nèi)的開(kāi)關(guān)管的型號(hào)與等級(jí)一致，并有相同的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)，較之使用boost電路，無(wú)需為boost電路開(kāi)關(guān)管配置單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)以及保護(hù)電路，降低了設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了雙向逆變的功能。蓄電池通過(guò)并網(wǎng)充放電保持一定的能量?jī)?chǔ)備，當(dāng)電網(wǎng)不可獲得時(shí)可以與光伏輸入一起提供能量，進(jìn)行獨(dú)立逆變，為負(fù)載提供能量。此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以有效利用智能功率模塊的橋臂，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)管型號(hào)與等級(jí)一致，提高了系統(tǒng)的完整性與可靠性；驅(qū)動(dòng)電路統(tǒng)一設(shè)計(jì)，降低了傳統(tǒng)蓄電池并網(wǎng)系統(tǒng)中boost升壓電路的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，系統(tǒng)可以雙向逆變，從而有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，提高了系統(tǒng)的效率，降低了成本的同時(shí)節(jié)省了體積，而且保證了負(fù)載的連續(xù)供電工作需要。

附圖說(shuō)明

附圖為結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)附圖所示。

本實(shí)用新型包括有風(fēng)機(jī)1和太陽(yáng)能電池2、蓄電池組3、主電路和濾波器6，主電路為6個(gè)相同的IGBT開(kāi)關(guān)管5構(gòu)成的智能功率模塊4；6個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)管5的S1與S4，S3與S6，S5與S2分別組成功率模塊的第1、2和3個(gè)橋臂；風(fēng)機(jī)1、太陽(yáng)能電池2和蓄電池組3通過(guò)所述3個(gè)橋臂與濾波器6連接。風(fēng)機(jī)1、太陽(yáng)能電池2并網(wǎng)，其輸入正極接在S1、S3、S5的公共集電極，負(fù)極接在S2、S4、S6的公共發(fā)射極；蓄電池組3的正極通過(guò)一個(gè)電感接到上側(cè)S1的發(fā)射極與下側(cè)S4的集電極之間，負(fù)極接到S4的發(fā)射極；S3與S6，S5與S2的中間點(diǎn)作為輸出點(diǎn)，通過(guò)濾波器6接入電網(wǎng)或連接負(fù)載。

本實(shí)用新型電路的輸入主要為光伏和風(fēng)力等新能源和蓄電池，其中光伏和風(fēng)力并網(wǎng)時(shí)，其輸入正極接在S1、S3、S5的公共集電極，負(fù)極接在S2、S4、S6的公共發(fā)射極，實(shí)際利用智能功率模塊4的橋臂2和3組成單相全橋逆變電路進(jìn)行逆變，并未使用橋臂1。而在蓄電池組3充放電時(shí)，除了使用橋臂2和3組成的單相全橋逆變電路外，還利用橋臂1，蓄電池組3的正極通過(guò)一個(gè)電感接到橋臂1的兩個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)管5之間，即上側(cè)S1的發(fā)射極與下側(cè)S4的集電極之間，負(fù)極接到S4的發(fā)射極，通過(guò)橋臂1的開(kāi)關(guān)動(dòng)作與電感，可完成升壓功能和降壓功能，從而實(shí)現(xiàn)了升壓后向電網(wǎng)放電與從電網(wǎng)降壓后充電的雙向逆變功能，因?yàn)橹悄芄β誓K4內(nèi)的IGBT開(kāi)關(guān)管5的型號(hào)與等級(jí)一致，并有相同的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)，較之使用boost電路，無(wú)需為boost電路開(kāi)關(guān)管配置單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)以及保護(hù)電路，降低了設(shè)計(jì)的難度，而且實(shí)現(xiàn)了雙向逆變的功能。蓄電池組3通過(guò)并網(wǎng)充放電保持一定的能量?jī)?chǔ)備，當(dāng)電網(wǎng)不可獲得時(shí)可以與光伏輸入一起提供能量，進(jìn)行獨(dú)立逆變，為負(fù)載提供能量。此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以有效利用智能功率模塊4的橋臂，因?yàn)镮GBT開(kāi)關(guān)管5型號(hào)與等級(jí)一致，提高了系統(tǒng)的完整性與可靠性；驅(qū)動(dòng)電路統(tǒng)一設(shè)計(jì)，降低了傳統(tǒng)蓄電池并網(wǎng)系統(tǒng)中boost升壓電路的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)雙向逆變功能，從而有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，提高了系統(tǒng)的效率，降低了成本的同時(shí)節(jié)省了體積，而且保證了負(fù)載的連續(xù)供電工作需要。