[實用新型]適用于沖擊性負載的離網型光伏逆變器

有效

• 申請號: 201420071517.5
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN203722508U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 湯全國;袁澤強;薛建科
• 申請（專利權）人: 湖北追日電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 襄陽嘉琛知識產權事務所 42217
• 代理人: 嚴崇姚

技術領域

本實用新型屬于光伏發電技術領域，具體涉及一種適用于沖擊性負載的離網型光伏逆變器。在負載出現短時或者周期性較大的功率峰值時，也能保證交流側輸出穩定，從而確保用戶穩定用電。

背景技術

太陽能發電初始為直流形式，經過光伏逆變器后，轉換為交流電供用戶使用。在純離網的光伏發電系統中，由于沒有主電網，系統只有單一的光伏能源，用戶負載完全由離網型光伏逆變器供電，此時光伏逆變器的輸出穩定性至關重要。

用戶負載有多種樣式，對于一些沖擊性負載（比如電機）：其功率均值較小，但啟動瞬間功率極大、平穩運行后功率會出現周期性的較大峰值。傳統的離網型光伏逆變器沒有儲能裝置，直流側功率小于負載功率峰值時，引起直流側電壓急劇減小，出現不正常供電，導致周期性的停機甚至損壞負載。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，在離網型光伏逆變器主電路及控制系統上進行改進，提供一種可短時輸出較大功率，以適用于沖擊性負載的離網型光伏逆變器。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種適用于沖擊性負載的離網型光伏逆變器，包括依次連接的直流支撐電容、逆變橋、交流濾波電感電路、交流濾波電容電路、交流負載開關，其特征是：在所述的直流支撐電容兩端并聯一個直流超級電容電路；還包括依次連接的電壓電流調理電路、數字信號處理器、驅動電路，電壓電流調理電路的輸入端與交流負載開關的輸入端連接，驅動電路的輸出端與逆變橋的控制端連接。

本實用新型的技術方案中所述的直流支撐電容電路由電容值大于1法拉的超級電容構成。

本實用新型在直流側增加直流超級電容電路，使直流側具備儲能作用。同時修正控制系統，在負載功率較大時，使直流超級電容電路迅速放電提供所需功率；在負載平穩時，給直流超級電容電路充電，同時，電壓電流調理電路采集到信號，送往數字信號處理器進行運算，產生控制信號，經驅動電路用于控制逆變橋，對光伏組件進行最大功率跟蹤（MPPT）。

現有技術在啟動重載電機時，會出現電機不能啟動；在負載功率短時或者周期性較大時，會引起逆變器保護停機。為應對這種短時的負載功率較大問題，目前需額外安裝大量光伏組件，不僅價格昂貴，在負載平穩不需要這部分功率時，又造成巨大浪費。

本實用新型相比現有技術具有以下優點：(1)不改變離網型逆變器的主電路拓撲，僅增大直流支撐電容值；(2)采用獨特的輸出電壓控制方法，針對電壓諧波做專門控制，改善輸出電壓諧波。

附圖說明

圖1是離網型光伏發電系統圖。

圖2是本實用新型離網型光伏逆變器的電路圖。

圖3是控制算法框圖。

圖中：光伏組件1、逆變器2、用戶負載3、直流超級電容電路4、直流支撐電容5、逆變橋6、交流濾波電感電路7、交流濾波電容電路8、交流負載開關9、用戶負載10、電壓電流調理電路11、數字信號處理器12、驅動電路13、內置相位14、旋轉坐標變換15、FFT?16、內環基波電壓調節17、內環諧波電壓調節18、三維空間矢量發生器19、MPPT20、功率匹配判斷21。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，光伏組件1產生直流電能，經過離網型光伏逆變器2轉換為交流電，供給用戶負載3使用。為便于理解，用典型負載電機代表用戶負載。

如圖2所示，本實用新型離網型光伏逆變器由依次連接的直流超級電容電路4、直流支撐電容5、逆變橋6、交流濾波電感電路7、交流濾波電容電路8、交流負載開關9、用戶負載10、電壓電流調理電路11、數字信號處理器12、驅動電路13構成。其中，直流支撐電容5、逆變橋6、交流濾波電感電路7、交流濾波電容電路8、交流負載開關9部分，與現有離網型光伏逆變器中的相同。不同是，在直流支撐電容5兩端并聯一個直流超級電容電路4，如果用戶的負載功率短時超過直流輸入功率，則由直流超級電容電路4補償功率的缺口，從而使得交流側電壓、頻率得以穩定，這樣用戶的負荷才能正常工作。電壓電流調理電路11、數字信號處理器12、驅動電路13為常規電路。直流支撐電容電路4由電容值大于1法拉的超級電容構成。

如圖3所示，設備的工作過程如下。

電壓電流調理電路11采集到信號，送往數字信號處理器12進行運算，產生控制信號，經驅動電路13用于控制逆變橋6。數字信號處理器12對信號進行以下處理：