[實(shí)用新型]一種光伏或風(fēng)能信號源式純正弦波并網(wǎng)逆變器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020280932.3
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN201766519U
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮益安
• 申請（專利權(quán)）人: 馮益安
• 主分類號: H02M7/538
• 分類號: H02M7/538
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

光伏或風(fēng)能電力并網(wǎng)設(shè)備

背景技術(shù)：

目前的并網(wǎng)逆變器多采用脈寬PWM調(diào)制，產(chǎn)生的波形為仿真波形，“毛刺”較多，諧波較多，并網(wǎng)時多引起電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，給電網(wǎng)造成污染，目前還沒有一款純正弦波的沒有毛刺的并確保輸出電流相位相同的并網(wǎng)逆變器。

發(fā)明內(nèi)容：

一種光伏或風(fēng)能信號源式純正弦波并網(wǎng)逆變器屬于高能效直流變交流并網(wǎng)電力設(shè)備，主要解決目前并網(wǎng)逆變器由于采取pwm脈寬數(shù)字調(diào)制產(chǎn)生的仿真波形毛刺較多并引起電網(wǎng)諧波增多導(dǎo)致電網(wǎng)電能質(zhì)量下降的問題。方法是：從電網(wǎng)或者同步交流發(fā)電機(jī)或者50赫茲震蕩諧振電路獲取交流信號，經(jīng)濾波、分壓或降壓、分流或降流以后作為信號源通過驅(qū)動電路加在三極管的基極或場效應(yīng)管的柵極上，通過推挽式或者全橋式電路控制三極管集電極或者場效應(yīng)管漏極的交流輸出，并通過倒相裝置改變電流相位使與電網(wǎng)同相，改變電壓，使輸出電壓大于等于電網(wǎng)的電壓，或者電池直流電經(jīng)過高頻升壓電路升壓變成高壓直流電之后再經(jīng)場效應(yīng)管的橋式電路轉(zhuǎn)變成稍大于大于電網(wǎng)的交流電，輸出的相位相同的交流電經(jīng)匯集后并入電網(wǎng)。由于采用與電網(wǎng)同步的正弦波信號作為三極管或場效應(yīng)管放大的基礎(chǔ)信號，其放大后的波形仍為純正弦波，不會對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，能夠大幅度提高并網(wǎng)電能質(zhì)量，且成本較低、電路簡單，易于生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。

附圖說明：

圖1是普通的推挽式逆變器電路原理框圖。

圖2是修改后的推挽式逆變器電路原理框圖。

圖3是普通的全橋式逆變器電路原理框圖。

圖4是修改后的全橋式逆變器電路原理框圖。

圖5是現(xiàn)行常用的高頻升壓式逆變器電路原理框圖。

圖6是修改后的高頻升壓式逆變器電路原理框圖。

圖7是從電網(wǎng)獲取同步交流信號的結(jié)構(gòu)簡易圖。其中(1)為限流電阻(2)為分壓電阻(3)為倒相器。

具體實(shí)施方式：

要做到并網(wǎng)必須使輸出的電流與電網(wǎng)“同步”，即頻率相同、電壓相同或者稍高一點(diǎn)，相位相同，與電網(wǎng)的主流電純正弦波相匹配。較好的并網(wǎng)設(shè)備不產(chǎn)生諧波，波形中沒有毛刺或具有極少毛刺。

三極管或場效應(yīng)管對交流信號有放大作用，根據(jù)能量守恒定律，能量不可能憑空產(chǎn)生，也不能無緣無故的消失。三極管的“放大作用”其實(shí)就是消耗了電源的直流電能，放大了交流功率，就是把直流電轉(zhuǎn)變成了“交流電”，所以簡單說，三極管或者類似功能的場效應(yīng)管就是一臺“逆變器”，不過放大作用是根據(jù)基極的“交流信號”作為變化依據(jù)的，交流信號的頻率、電流強(qiáng)度大小決定集電極電流的輸出頻率和強(qiáng)度大小。

傳統(tǒng)的逆變器都是由“波形產(chǎn)生電路”產(chǎn)生一個“交流信號”，然后通過三極管或場效應(yīng)管進(jìn)生“功率放大”實(shí)現(xiàn)直流向交流的“逆變”。比如方波逆變器也是首先產(chǎn)生一個“方波”脈沖信號，再把“方波”進(jìn)行功率放大。這樣在傳統(tǒng)的各種逆變器中，不論方波的，還是修正波的，還是仿真波的，都是有一個“波形產(chǎn)生電路”。這個波形產(chǎn)生電路的“波形”實(shí)際上決定集電極的輸出“波形”。所以只要在這個“波形產(chǎn)生電路”里能夠提供純正的正弦波形，輸出的交流電就是“純正正弦波的”。但我們的傳統(tǒng)企業(yè)在這里走了很多彎路，首先是“方波”產(chǎn)生，然后是三角形波，然后是修正波，然后是仿真波，還有PWM波等，但很少見用這個“波形產(chǎn)生電路”直接產(chǎn)生純正弦波。比如離網(wǎng)的逆變器完全可以用震蕩電路產(chǎn)生一個50赫茲的交流信號。再用驅(qū)動電路加在基極上，就可以實(shí)現(xiàn)純正弦波離網(wǎng)逆變器。

同理，可以從電網(wǎng)或者同步交流發(fā)電機(jī)或者是50赫茲震蕩電路獲取交流信號，這個交流信號可以看作是由“波形產(chǎn)生電路”產(chǎn)生，這個交流信號經(jīng)過濾波、分壓或降壓、分流或降流以后作為信號源直接加在三極管或場效應(yīng)管的基極，通過兩只三極管對交流信號正負(fù)半周的選擇性放大，形成集電極或者場效應(yīng)管漏極的交流輸出。

對此，傳統(tǒng)逆變器電路有兩只管的推挽電路(如圖1)，四只管的全橋式電路(如圖3)，都是考慮對交流信號實(shí)行正負(fù)半周波形的完全放大。考慮到高頻升壓的高效率，才有6只管的高頻升壓電路(如圖5)，其中前邊兩只管用于高頻升壓，后邊四只管用于橋式電路轉(zhuǎn)換。

但是對于并網(wǎng)交流電，必須做到相位一致。相位差的存在會導(dǎo)致電能質(zhì)量下降或者相互損耗。比如相位差相差180度時就會相互抵消能量，能量小的一部分就會完全被抵消掉，所以對于并網(wǎng)來講，相位一致沒有相位角的存在對并網(wǎng)要求至關(guān)重要。

但是某些設(shè)備具有倒相作用。比如：三極管基極和集電極的交流信號相位相差180度即反相或倒相。電感元件根據(jù)接入方式不同可能倒相可能有相位差。經(jīng)過電容的交流電倒相。