[發明專利]一種三相光伏并網逆變系統

無效

• 申請號: 201010188151.6
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101847876A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 張朝海;金志輝;高立穎;欒天
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J13/00;G05F1/67;H02M7/5395
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種電源逆變技術，特別涉及一種三相光伏并網逆變系統。

背景技術

隨著世界能源短缺和環境污染問題的日益嚴重，能源、環境與發展已成為當今世界亟待解決的問題。開發利用可再生能源和各種綠色能源已越來越受到當今世界各國的高度關注，以實現可持續發展。太陽能作為一種清潔、無污染的可再生能源，正在得到越來越廣泛的應用，對于緩解能源和環境污染問題，具有重大的理論和現實意義。

太陽能光伏電池的輸出特性曲線易受光照強度、溫度等外部因素的影響，以及光伏電池的轉換率比較低和成本比較高，因此，為了提高光伏發電系統的輸出功率和保證電網的安全正常運行，必須利用電力電子技術和控制技術對光伏發電系統加以控制。

三相光伏并網逆變系統的研究涉及很多關鍵性的技術，比如DC/DC變換電路拓撲結構的選擇、Z源網絡電路、DC/AC電路拓撲結構的選擇、控制器及控制方式的選擇、孤島效應的檢測等。

DC/DC變換電路拓撲結構：目前使用的開關器件主要有MOSFET、IGBT以及二極管等。基本的電路拓撲結構有Buck變換電路、Boost變換電路、Buck-Boost變換電路、Cuk變換電路、單端反激變換電路。

DC/AC變換電路拓撲結構：目前使用的功率器件主要有IGBT、MOSFET等。功率器件構成的電路有半控型、全控型電路。

控制器及控制方式：逆變器的控制器采用專用的芯片TMS320F2812產生PWM控制波，通過模擬電路實現驅動和傳感器實現檢測。控制方式采用基于人工神經網絡的最大功率跟蹤法和SVPWM實現并網控制，準確跟蹤太陽能光伏電池輸出的最大功率點，以及逆變器輸出的交流電流與網側電壓同頻同相位，同時諧波率THD較小。孤島效應是光伏并網系統中必須解決的問題。

發明內容

本發明是針對現在光伏發電系統運行效率和安全性的問題，提出了一種三相光伏并網逆變系統，在任何日照強度和溫度情況下，能有效跟蹤太陽能光伏電池輸出最大功率點；DC/AC逆變器輸出的交流電流與網側電壓同頻同相位，且諧波率THD較小；遠程通訊監測系統和顯示裝置對現場數據采集、處理、存儲和查詢；實現孤島效應的檢測電路。

本發明的技術方案為：一種三相光伏并網逆變系統，包括DC/DC電路、Z源網絡電路、DC/AC電路、控制電路、遠程通訊電路及顯示裝置、孤島檢測系統，光伏陣列輸出正負極接DC/DC電路輸入端，控制電路包括并網控制模塊、MPPT控制模塊、數據采集模塊，傳感器采集光伏陣列模擬信號和逆變輸出信號，經過數據采集模塊經過AD轉換和處理后，送入MPPT控制模塊輸出控制信號到DC/DC電路，同時送入并網控制模塊輸出控制信號到DC/AC電路，DC/DC電路與DC/AC電路中間通過Z源網絡電路連接，控制電路輸出接遠程通訊電路及顯示裝置，DC/AC電路輸出端并聯孤島檢測系統。

所述Z源網絡電路包含兩個電感和兩個電容，兩個電感直接跨接在DC/DC電路與DC/AC電路兩個輸入輸出端，兩個電容以X形接入DC/DC電路與DC/AC電路兩個輸入輸出端。

所述DC/AC電路采用IGBT功率器件構成的全橋電路。

所述控制電路采用基于專門控制芯片TMS320F2812的數字控制系統。

所述遠程通訊電路及顯示裝置把輸出的數字信號調制成模擬信號，通過電話線或無線網絡發送到接收端，接收端的調制解調器再將模擬信號解調成數字信號，接收端處理收到的數字信號，并加以顯示。

所述孤島檢測系統在并網逆變器與并聯RLC負載之間，并聯RLC負載和電網之間加保護開關。

本發明的有益效果在于：本發明三相光伏并網逆變系統，實現太陽能電池板的最大功率跟蹤；將太陽能電池發出的DC電力逆變成符合并網標準的AC交流電；遠程通訊監測系統和顯示裝置實現遠程數據的采集、處理、存儲、查詢及顯示；孤島檢測發生孤島效應的數據變化和特征，及時實施保護措施。提高光伏發電系統的輸出功率和保證電網的安全正常運行。

附圖說明

圖1為本發明三相光伏并網逆變系統原理圖；

圖2為本發明三相光伏并網逆變系統中電路連接圖；

圖3為本發明三相光伏并網逆變系統中Z源變換器拓撲結構圖；

圖4為本發明三相光伏并網逆變系統中遠程通訊監測及顯示裝置圖；

圖5為本發明三相光伏并網逆變系統中發生孤島效應時的供電狀態；

圖6為本發明三相光伏并網逆變系統中孤島效應檢測示意圖。

具體實施方式