[發明專利]一種基于計算法的隔離式光伏陣列模擬器系統

有效

• 申請號: 201710194965.2
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106712527B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 于凱;侯立軍;張新強;谷興華
• 申請（專利權）人: 天津瑞能電氣有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種基于計算法的隔離式光伏陣列模擬器系統。其包括整流模塊、隔離模塊、逆變器、采樣模塊、控制模塊、驅動模塊和電源模塊；整流模塊通過隔離模塊與逆變器的輸入端連接；采樣模塊的輸入端與隔離模塊的輸出端連接、采樣模塊的輸出端與控制模塊的輸入端連接，控制模塊的輸出端與驅動模塊的輸入端連接，驅動模塊的輸出端與隔離模塊相連接，電源模塊分別與驅動模塊和控制模塊相連接。本發明以帶隔離的ZVZCS全橋電路作為主電路，可實現大功率運行、較寬的電壓調節范圍，并實現了對逆變器的電氣隔離保護，增強了系統的安全性能。采用計算法作為光伏特性曲線模擬的方式，既提高了模擬光伏特性曲線的連續性與準確性，又無需占用大量的儲存空間。

技術領域

本發明屬于光伏并網發電技術領域，特別是涉及一種基于計算法的隔離式光伏陣列模擬器系統。

背景技術

太陽能光伏并網發電因其可再生、低污染、易傳輸等優點已成為太陽能利用的主要方式和研究熱點，而在對光伏并網發電的核心設備——光伏并網逆變器的調試過程中，如采用實物太陽能光伏陣列作為輸入，其光照強度、溫度等因素導致模擬調試周期長，諸多情況不易模擬等問題都限制了光伏并網逆變器的調試。由于光伏陣列模擬器可以在短時間內模擬任意溫度和光照強度情況的太陽能特性曲線的輸出，所以它的研制解決了上述問題，大大縮短了光伏并網逆變器的研制周期并降低了其成本。

現有光伏整列模擬器的主電路主要采用BUCK電路，二象限斬波電路等非隔離電路，功率較小，升壓能力有限，且當主電路發生故障時，由于沒有隔離變壓器，會造成后端設備，如光伏逆變器的損壞。

現有光伏陣列模擬器對光伏特性曲線的模擬主要采用查表法，查表法是將光伏特性曲線離散化形成電壓值與對應電流值的數據表，通過查表比較來實現對光伏特性曲線的模擬。由于查表法中電壓電流數據均為離散值，若離散數據較少，不利于光伏特性曲線的精確模擬，特別是在最大功率點跟蹤(MPPT)時，不能滿足對電壓細微變化時電流也隨之變化的要求；若離散數據較多以滿足MPPT要求，則需要大量的儲存空間。當模擬不同光伏特性曲線時，使用查表法需要對不同曲線分別離散化并生成不同的對應表儲存，所需儲存空間成倍增加。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于計算法的隔離式光伏陣列模擬器系統。

為了達到上述目的，本發明提供的基于計算法的隔離式光伏陣列模擬器系統包括：整流模塊、隔離模塊、逆變器、采樣模塊、控制模塊、驅動模塊和電源模塊；其中：整流模塊通過隔離模塊與逆變器的輸入端連接；采樣模塊的輸入端與隔離模塊的輸出端連接、采樣模塊的輸出端與控制模塊的輸入端連接，控制模塊的輸出端與驅動模塊的輸入端連接，驅動模塊的輸出端與隔離模塊相連接，電源模塊分別與驅動模塊和控制模塊相連接。

所述的整流模塊包括三相不控整流橋、第一濾波電容C1和第二濾波電容C2，三相不控整流橋的輸入端與三相交流電源連接，三相不控整流橋的輸出端與隔離模塊2的輸入端連接；第一濾波電容C1和第二濾波電容C2依次串聯在三相不控整流橋輸出端的正負極之間。

所述的三相不控整流橋為三相全波不控整流橋；所述的第一濾波電容C1和第二濾波電容C2采用串聯方式的螺栓式鋁電解電容。

所述的隔離模塊為帶隔離的零電壓零電流移相全橋電路，包括IGBT單相全橋電路、隔離變壓器和單相不控整流橋；其中：IGBT單相全橋電路的輸入端與整流模塊輸出端連接，IGBT單相全橋電路的輸出端與隔離變壓器的原邊繞組連接，隔離變壓器的副邊繞組與單相不控整流橋的輸入端連接，單相不控整流橋的輸出端輸出直流電壓。