[實用新型]一種基于二倍壓整流的模擬光伏并網發電裝置

有效

• 申請號: 201220052201.2
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN202444278U
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 羅安;周樂明;陳燕東;謝三軍;張慶海;彭自強;周潔;徐欣慰
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M3/07
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本實用新型涉及太陽能光伏發電領域，特別是一種基于二倍壓整流的模擬光伏并網發電裝置。

背景技術

隨著社會經濟的發展，人類對電力的需求日益增大，而能源危機和環境污染的日益加重，促進了人類對新能源發電技術的研究。光伏發電技術具有的各種優勢使其成為未來發電的主導方式之一，發展前景巨大，成為近年來研究的熱點。

光伏發電裝置是將變化的太陽能轉換相對穩定的交流電并入電網供負載使用的功率變換裝置。應用在太陽能并網發電的逆變器需要實現以下功能：1.輸出低失真度的正弦波形，通過過零捕獲電路，與電網同步可并入電網的電能；2.在太陽能電池成本較高的情況下，合理設計系統，提高工作可靠習慣，提高效率；3.具有反孤島運行能力，在電網發生故障時能及時保護發電裝置和電網的安全。

對光伏發電硬件平臺的模擬是對光伏發電的研究和應用，并網型光伏型系統是光伏發電的方向，與孤立運行的太陽能光伏電站相比，具有以下優點：(1)光伏電池可以始終把其全部儲能發送到電網(2)節省了蓄電池充放電過程中能量損耗(3)避免了處理廢舊蓄電池帶來的二次污染，實現真正的綠色能源。但是也存在不足，系統響應速度慢、系統有靜差、跟蹤精度低、效率低的缺陷。

目前的基于三相橋式整流電路的光伏并網發電裝置硬件平臺包括：光伏陣列模擬裝置、三相橋式整流器、升壓變壓器、三相逆變器、輸出濾波器、并網變壓器、電壓和電流檢測模塊、控制模塊、IPM驅動、保護模塊等，由于采用了三相橋式整流器，所需要的硬件器材較多，成本較高，且整流后直流側的電壓只有500-600v，并網電壓達不到電網電壓要求，要采用并網升壓變壓器才能滿足電網電壓要求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種基于二倍壓整流的模擬光伏并網發電裝置，減少對硬件器材的需求，節約成本，在不使用升壓變壓器的條件下，使并網電壓滿足電網電壓的要求。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種基于二倍壓整流的模擬光伏并網發電裝置，包括光伏陣列模擬裝置、降壓變壓器、三相逆變器、輸出濾波器、IPM驅動及保護模塊、控制模塊、電壓和電流檢測模塊，其中光伏陣列模擬裝置、降壓變壓器、三相逆變器、輸出濾波器依次連接，經斷路器后接入電網，電壓和電流檢測模塊與三相逆變器、輸出濾波器并聯，電壓和電流檢測模塊與控制模塊連接，控制模塊與IPM驅動及保護模塊連接，IPM驅動及保護模塊接入三相逆變器，其特征在于，還包括二倍壓整流電路，二倍壓整流電路接入降壓變壓器和三相逆變器之間。

所述二倍壓整流電路中二極管的型號為DD98N25K。

二倍壓整流電路由兩個電容和兩個二極管組成，節約了成本，且制造簡單方便，很好的實現光伏側直流側電壓的模擬。

與現有的裝置相比，本實用新型具有以下優點：用二倍壓整流電路取代了三相橋式整流電路，減少了對硬件器材的需求，節約了成本，且制造簡單方便，采用二倍壓整流電路后，直流側的電壓可升至700-800v，不需要采用升壓變壓器，逆變后的并網電壓就可滿足電網電壓要求。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例基于二倍壓整流的模擬光伏并網發電裝置結構框圖；

圖2為本實用新型一實施例基于二倍壓整流的模擬光伏并網發電裝置電路原理圖；

圖3為本實用新型一實施例基于二倍壓整流的模擬光伏并網發電裝置控制原理圖；

圖4(a)為三相中A相并網電壓電流波形；圖4(b)為三相中A相并網電流頻域圖；

其中：

e₁：交流電源；C1、C2：儲能電容；La、Lb、Lc：電抗器；C3、C4、C5：電容；K1：斷路器；G1-G6：IGBT模塊；R1、R2、R3：限流電阻；J1：繼電器；u_a、u_b、u_c：電網電壓；i_a、i_b、i_c：并網電流；UPV：光伏陣列電壓；IPV：直流側電流；外環PI處理后電流值；TC：PWM載波周期；d_A、d_B、d_C：為占空比控制量。

具體實施方式