[實(shí)用新型]基于多繞組高頻磁耦合系統(tǒng)的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420200918.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203933040U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王祎;林堅(jiān);李宏;王彭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州微盛特變新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02M7/5387
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11391
• 代理人: 薛峰;范曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光伏微型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，特別是涉及一種基于多繞組高頻磁耦合系統(tǒng)的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光伏逆變器作為光伏電池板發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)，其效率、成本、穩(wěn)定性都是決定光伏行業(yè)能否蓬勃發(fā)展的重要因素。新型的并網(wǎng)逆變器拓?fù)淇梢蕴岣咛?yáng)能利用效率，進(jìn)而縮短成本回收周期，使得光伏逆變發(fā)電的大規(guī)模普及變得可能。

然而，在光伏逆變發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的過(guò)程中，由于每個(gè)光伏電池板安裝不可避免的存在不同安裝角度、不同面向角度，局部黑斑、陰影的影響，和污垢累計(jì)、老化程度、材料差異性等因素的影響造成的雜散參數(shù)的不同，從而導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)光伏電池板的發(fā)電效率、最大功率點(diǎn)的不同。若采用集中式逆變的最大功率點(diǎn)跟蹤，容易使光伏逆變發(fā)電系統(tǒng)失配導(dǎo)致整體輸出功率的大幅度降低，甚至可能形成熱斑導(dǎo)致光伏逆變發(fā)電系統(tǒng)中的組件受損。另一方面，光伏陣列不可避免的與地面之間存在分布電容，該電容在非隔離系統(tǒng)中會(huì)導(dǎo)致漏電流的產(chǎn)生，進(jìn)而影響系統(tǒng)的安全性及電網(wǎng)的波形質(zhì)量。

基于上述原因，采用工頻進(jìn)行隔離的分布式逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)逐漸成為應(yīng)用主流。雖然采用工頻變壓器的分布式逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗沖擊性能好，其也存在體積大、質(zhì)量重、噪音高和效率低等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要提供一種基于多繞組高頻磁耦合系統(tǒng)的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)，其能夠允許對(duì)每個(gè)光伏電池板獨(dú)立進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于多繞組高頻磁耦合系統(tǒng)的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)，包括并網(wǎng)系統(tǒng)、多個(gè)光伏電池板和一控制單元，其中

所述并網(wǎng)系統(tǒng)包括多個(gè)升壓拓?fù)洹⒍鄠€(gè)母線電容、多個(gè)H橋逆變電路和一個(gè)多繞組變壓器以及一個(gè)背靠背H橋逆變電路；所述光伏電池板的數(shù)量、所述升壓拓?fù)涞臄?shù)量、所述母線電容的數(shù)量和所述H橋逆變電路的數(shù)量是一致的；

每個(gè)所述光伏電池板通過(guò)一個(gè)升壓拓?fù)溥B接到一個(gè)母線電容；每個(gè)所述母線電容通過(guò)一個(gè)所述H橋逆變電路連接到所述多繞組變壓器的一個(gè)原邊繞組；所述多繞組變壓器的副邊繞組連接背靠背H橋逆變電路；

所述背靠背H橋逆變電路配置成其輸出端與單相電網(wǎng)相連，其包括與所述副邊繞組連接的第一H橋逆變電路、與單相電網(wǎng)相連的第二H橋逆變電路和連接所述第一H橋逆變電路與所述第二H橋逆變電路的直流母線電容；

所述控制單元配置成與所述并網(wǎng)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交互。

可選地，所述第二H橋逆變電路通過(guò)電感接入所述單相電網(wǎng)。

可選地，所述多繞組變壓器為多原邊單副邊變壓器。

可選地，所述并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括電壓電流檢測(cè)單元，其連接每個(gè)所述光伏電池板的輸出端。

可選地，所述并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括電壓傳感器，其連接所述母線電容兩端。

可選地，每個(gè)所述H橋逆變電路中均具有四個(gè)開(kāi)關(guān)器件。

可選地，所述控制單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、開(kāi)關(guān)器件故障檢測(cè)裝置、數(shù)字信號(hào)微處理器、I/O接口、脈寬調(diào)制擴(kuò)展模塊和多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路；述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、所述開(kāi)關(guān)器件故障檢測(cè)裝置、所述I/O接口和所述脈寬調(diào)制擴(kuò)展模塊均與所述數(shù)字信號(hào)微處理器連接；所述脈寬調(diào)制擴(kuò)展模塊為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件或復(fù)雜可編程邏輯器件；每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電路連接所述脈寬調(diào)制擴(kuò)展模塊，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電路配置成驅(qū)動(dòng)所述并網(wǎng)系統(tǒng)中相應(yīng)的開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通或關(guān)斷。

由于本實(shí)用新型的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)是基于多繞組高頻磁耦合系統(tǒng)的，采用中、高頻的多繞組變壓器，因此其節(jié)省掉了體積大、重量大、成本高的傳統(tǒng)多繞組工頻變壓器。顯著地減小了光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)的體積。

進(jìn)一步地，由于本實(shí)用新型的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)采用的高頻隔離單元結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)電隔離，因而能夠避免了漏電流的產(chǎn)生，提高了微型逆變器的安全性。

進(jìn)一步地，由于本實(shí)用新型的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)包括DC-DC變換器，可以獨(dú)立控制單個(gè)光伏電池板的功率輸出，易于使不同的光伏電池板分別實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤。由于采用方波移相控制的磁耦合并網(wǎng)系統(tǒng)提高了電網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)和逆變器輸出電壓波形的質(zhì)量，保證了電容電壓平衡。

進(jìn)一步地，由于本實(shí)用新型的光伏微逆發(fā)電系統(tǒng)體積小、重量輕、可靠性與電氣隔離性能良好、發(fā)電效率高，因此能夠適用于各類型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說(shuō)明