[實(shí)用新型]一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720532770.X
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN207251220U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹躍東;李莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于新能源太陽能發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能是一種理想的可再生能源，未來最具有發(fā)展?jié)摿Φ氖翘柲芄夥l(fā)電系統(tǒng)，它的開發(fā)利用是解決能源短缺、環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問題的有效途徑，是人類理想的替代能源，而且，太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)為未來家庭用電和商業(yè)供電的發(fā)展趨勢(shì)，它在滿足自己用電需求的同時(shí)，還能與主電網(wǎng)連接，可以把發(fā)出的富余電量出售給電力公司，因此，隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展以及光伏電池成本的下降，太陽能開發(fā)利用必將成為二十一世紀(jì)后期的重要能源之一。

太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)：(1)、不必考慮負(fù)載供電的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量的問題。（2）、光伏電池可以始終工作在最大功率點(diǎn)處，由電網(wǎng)來接納太陽能所發(fā)的全部電能，提高了太陽能發(fā)電的效率。（3）、直接將電能輸入電網(wǎng)，可以充分利用光伏陣列所發(fā)的電力，省略了作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的蓄電池，降低了因充放電帶來的能量損耗，省去了蓄電池維護(hù)，降低了系統(tǒng)的成本。（4）、太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)可以對(duì)公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。

在太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器的入網(wǎng)接入系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電與主電網(wǎng)之間進(jìn)行能量傳遞與轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其對(duì)主電網(wǎng)的電能質(zhì)量、系統(tǒng)安全可靠性、系統(tǒng)保護(hù)等產(chǎn)生直接影響，并網(wǎng)逆變器的作用是當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，能始終以盡可能高的效率將太陽能電池輸出的直流電轉(zhuǎn)化成與主電網(wǎng)匹配的交流電，并送入主電網(wǎng)，而且，作為太陽電光伏電池和主電網(wǎng)系統(tǒng)之間進(jìn)行能量變換的并網(wǎng)逆變器，其安全性、可靠性、逆變效率、制造成本等因素對(duì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體投資和收益具有舉足輕重的地位，因此，太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)有如下要求：（1）、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的電能轉(zhuǎn)換，將太陽能光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成符合要求的單相或三相正弦波交流電，其電流和電壓的諧波要求滿足并網(wǎng)條件，如國外的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定并網(wǎng)逆變器輸出波形的總諧波因數(shù)應(yīng)小于5％，各次諧波含量小于3％，并且具有較好的動(dòng)態(tài)特性。（2）、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全保護(hù)要求，如輸入反接保護(hù)、直流過壓保護(hù)、輸出過載保護(hù)、輸出短路保護(hù)、交流過壓和欠壓保護(hù)、“孤島”保護(hù)及裝置自身保護(hù)，從而確保系統(tǒng)的可靠性，如根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19939-2005、國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE1547和IECl727，所有并網(wǎng)逆變器必須具有反孤島效應(yīng)的功能，孤島發(fā)生時(shí)必須快速、準(zhǔn)確地切除并網(wǎng)逆變器與主電網(wǎng)的電性連接。（3）、最大功率點(diǎn)的跟蹤，最大限度地利用太陽能電池，以提高逆變器的效率。（4）、為降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本，能有效地普及和使用，并網(wǎng)逆變器需要采用比較理想的是無變壓器方案，從而可以進(jìn)一步提高并網(wǎng)逆變器的效率，使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的體積、重量和成本大大降低。

因此，設(shè)計(jì)一種滿足上述技術(shù)要求的體積小、成本低，功耗低、效率高、安全可靠性高、使用壽命長的太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)是并網(wǎng)逆變器的發(fā)展趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，它同時(shí)具備體積小、成本低，功耗低、效率高、安全可靠性高、使用壽命長等特點(diǎn)，而且，提供一種最大功率跟蹤控制MPPT、無工頻變壓器、防止孤島效應(yīng)的太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，以便使逆變過程具有更高的效率和安全性，并滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19939-2005《太陽能光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》。

一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)包括太陽能電池1、三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32、三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4、PC并機(jī)通信接口5；三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2分別與太陽能電池1、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32、三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4連接，三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4與PC并機(jī)通信接口5連接，三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4與太陽能電池1、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32無線連接，所述PC并機(jī)通信接口5是和上位PC機(jī)和其它太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)并機(jī)的通信接口；

三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2包括輸入保護(hù)開關(guān)21、直流升壓電路22、三相逆變電路23、三相濾波器24、三相并網(wǎng)開關(guān)25、電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，輸入保護(hù)開關(guān)21的輸入端接太陽能電池1的輸出端，輸入保護(hù)開關(guān)21、直流升壓電路22、三相逆變電路23、三相濾波器24、三相并網(wǎng)開關(guān)25、電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26依次串聯(lián)，電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的輸出端接電網(wǎng)32和本地負(fù)載31的輸入端；本地負(fù)載31接三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的輸出端；