[發明專利]基于新型Z源逆變器的三相光伏并網系統

無效

• 申請號: 201210136944.2
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102664425A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 雷霖
• 申請（專利權）人: 雷霖
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5395
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 馮忠亮

技術領域

本發明專利涉及太陽能發電技術領域，特別涉及基于新型Z源逆變控制器的智能發電系統。

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背景技術

目前，在我國現有的太陽能發電裝置中，以傳統的電壓源型逆變器和電流源型逆變器使用較為普遍，但是它們都存在自身原理上的缺陷：如需要額外增加DC變換電路，使成本增加；以及在傳統逆變器中加入死區，會造成系統輸出電壓/電流的諧波畸變率較大等。

因為Z源網絡具有很大的靈活性，近幾年得到了很大的發展，特別是針對光伏并網發電應用，基于Z源網絡衍生出了許多新型變流器，但是這類逆變器存在對Z源網絡中電容的耐壓值要求較高、啟動時系統的沖擊電流較大等缺點，這些缺點在一定程度上束縛了太陽能發電裝置的發展與應用。

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發明內容

[0005]?本發明旨在解決現有太陽能發電裝置存在成本高、輸出電壓/電流的諧波畸變率較大等技術問題，以提供一種成本低、輸入電壓范圍寬、無死區、系統輸出電能質量高的基于新型Z源逆變器的三相光伏并網系統。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的基于新型Z源逆變器的三相光伏并網系統，太陽能電池板1分別連接Z源逆變器2的第一輸入端和MPPT控制單元5，Z源逆變器2的輸出端連接LC濾波電路3的輸入端，后者的輸出端分別連接電網4、霍爾電壓傳感器10的第一輸入端和霍爾電流傳感器9的第一輸入端；電網4的第一輸出端連接霍爾電流傳感器9的第二輸入端，其第二輸出端連接霍爾電壓傳感器10的第二輸入端；霍爾電流傳感器9、霍爾電壓傳感器10和溫度、濕度數據采集模塊11的輸出端連接數據處理單元8；DSP控制模塊6的一對輸入輸出端連接MPPT控制單元5，另一對輸入輸出端連接數據處理單元8，DSP控制模塊6的另一路輸出端串接PWM信號驅動電路7和Z源逆變器2的第二輸入端。

本發明的基于新型Z源逆變器的三相光伏并網系統，其中所述的Z源逆變器2由三相逆變橋15和Z源網絡16構成，其中三相逆變橋15的正端連接太陽能電池板1的正端，三相逆變橋15的負端連接Z源網絡16的電容一C1的負端，Z源網絡16的電容二C2的正端連接太陽能電池板1的負端，電容一C1的正端和電容二C2的負端之間并聯功率二極管D。

本發明的基于新型Z源逆變器的三相光伏并網系統，其中所述MPPT控制單元5使用“三點最小二乘法”算法實現最大功率跟蹤。

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本發明基于新型Z源逆變器的三相光伏并網系統的有益效果：

本發明采用新型的Z源逆變器拓撲結構作為電能變換單元，不僅克服了傳統控制器的不足，降低了成本，還有效地減小了Z源儲能網絡中電容的體積和重量，并使得系統具有一些傳統逆變器所沒有的特性，如輸入電壓范圍寬、無死區，系統輸出電能質量高等，由這種逆變器構成的光伏發電裝置，在光伏并網發電應用上更具有優勢。

同時，本發明集新型Z源逆變器和三點最小二乘法（最小二乘法是一種數學優化技術。它通過最小化誤差的平方和尋找數據的最佳函數匹配。三點最小二乘法即在最大功率點附近取出三組數據，對他們進行最小二乘法擬合運算，得到最優值。）于一體，在有效地減小裝置成本與重量的同時，完成太陽能電池的最大功率跟蹤與電網的反孤島效應，實現電能的高速、高性能的逆變，提高并網的質量與安全。

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附圖說明

圖1?本發明之系統架構示意圖

圖2?本發明之Z源逆變器拓撲結構示意圖

圖中標號說明：

1?太陽能電池板、2?Z源逆變器、3?LC濾波電路、4?電網、5?MPPT控制單元、6、DSP控制模塊、7?PWM信號驅動電路、8?數據處理單元、9?霍爾電流傳感器、10?霍爾電壓傳感器、11?溫度、濕度數據采集模塊、12?6路PWM控制信號、15?三相逆變橋、16?Z源網絡、17?逆變器輸出、C1?電容一、C2?電容二、D?功率二極管、L1～L2?電感一～電感二、La～Lc?電感a～電感c、Ca～Cc?電容a～電容c、Q1～Q6?橋臂一～橋臂六

具體實施方式

本發明詳細結構、應用原理、作用與功效，參照附圖1-2，通過如下實施方式予以說明。