[發(fā)明專利]三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811193731.7
• 申請(qǐng)日: 2018-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN109412443A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈艾文;陳艷慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/493
• 分類號(hào): H02M7/493;H02M7/5387;H02M1/12;H02M1/32;H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，包括：n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊；所述n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊并聯(lián)，再通過公共連接點(diǎn)PCC與三相電網(wǎng)相連，且每個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊僅采用L濾波器，其中，n為大于1的整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述每個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊均包括依次級(jí)聯(lián)的光伏陣列、輸入濾波電容、阻抗網(wǎng)絡(luò)、三相逆變橋、三相L濾波器以及切換單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗網(wǎng)絡(luò)包括：第一儲(chǔ)能電感、第二儲(chǔ)能電感、第一儲(chǔ)能電容、第二儲(chǔ)能電容以及阻抗網(wǎng)絡(luò)二極管。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述第一儲(chǔ)能電感的一端分別與光伏陣列的陽極以及輸入濾波電容的陽極相連，所述第一儲(chǔ)能電感的另一端分別與阻抗網(wǎng)絡(luò)二極管的陽極以及所述第二儲(chǔ)能電容的陰極相連；所述阻抗網(wǎng)絡(luò)二極管的陰極分別與所述第一儲(chǔ)能電容的陽極和所述第二儲(chǔ)能電感的一端相連；所述第二儲(chǔ)能電感的另一端分別與所述第二儲(chǔ)能電容的陽極以及所述三相逆變橋的正輸入端相連；所述第一儲(chǔ)能電容的陰極分別與所述光伏陣列陰極、所述輸入濾波電容陰極以及所述三相逆變橋的負(fù)輸入端相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗網(wǎng)絡(luò)還包括：蓄電池。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池與所述第一儲(chǔ)能電容或所述第二儲(chǔ)能電容并聯(lián)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述三相逆變橋采用三相半橋逆變器結(jié)構(gòu)，包括第一至第六開關(guān)器件以及對(duì)應(yīng)的反并聯(lián)二極管；第一開關(guān)器件、第三開關(guān)器件以及第五開關(guān)器件的集電極作為所述三相逆變橋的正輸入端，第四開關(guān)器件、第六開關(guān)器件以及第二開關(guān)器件的發(fā)射極相連作為所述三相逆變橋的負(fù)輸入端；所述三相逆變橋的A相、B相、C相的輸出分別接入所述三相L濾波器中對(duì)應(yīng)的濾波電感的一端。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述三相L濾波器包括第一至第三濾波電感；所述第一至第三濾波電感的一端分別與所述三相逆變橋的A相、B相、C相的輸出相連，另一端分別對(duì)應(yīng)接入所述切換單元。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述切換單元包括：第一三相開關(guān)、第二三相開關(guān)和一個(gè)三相電阻；所述三相L濾波器中的濾波電感的另一端分別與所述第一三相開關(guān)以及第二三相開關(guān)相連；所述第一三相開關(guān)的另一端與三相電阻的一端相連；所述三相電阻的另一端短接在一起；所述第二三相開關(guān)的另一端接入所述公共連接點(diǎn)PCC。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電壓型準(zhǔn)Z源組串式光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，其特征在于，還包括：與n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊一一對(duì)應(yīng)的n個(gè)從控制器以及1個(gè)主控制器；其中，第k個(gè)從控制器包括：第k個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的電壓電流采樣電路、第k個(gè)從控制器的A-D轉(zhuǎn)換器和第k個(gè)從控制器的FPGA；所述主控制器包括：電網(wǎng)電壓并網(wǎng)電流采樣電路、主控制器A-D轉(zhuǎn)換器、主控制器FPGA以及DSP控制器，k=1~n；

所述第k個(gè)從控制器采集第k個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的光伏電壓、光伏電流、儲(chǔ)能電容電壓、儲(chǔ)能電感電流和三相濾波電感電流；對(duì)于帶蓄電池的阻抗網(wǎng)絡(luò)，還要采集蓄電池電壓和蓄電池電流；所述第k個(gè)從控制器把采集的電壓電流信息通過第k個(gè)從控制器的A-D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再通過第k個(gè)從控制器的FPGA上的串行光纖通信接口，將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述主控制器；同時(shí)，所述第k個(gè)從控制器接收所述主控制器發(fā)送過來的第k個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的直通占空比信號(hào)、調(diào)制度相關(guān)信號(hào)和切換單元控制開關(guān)的狀態(tài)信號(hào)，通過第k個(gè)從控制器的FPGA進(jìn)行處理，生成第k個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的逆變橋功率管和切換單元功率管所需的驅(qū)動(dòng)脈沖，并將生成的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)送至第k個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)第k個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的逆變橋功率管和切換單元功率管進(jìn)行開關(guān)控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)第k個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的直通占空比和調(diào)制度的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的光伏并網(wǎng)逆變功能；

所述主控制器通過電網(wǎng)電壓并網(wǎng)電流采樣電路采樣電網(wǎng)電壓和并網(wǎng)電流，并經(jīng)過主控制器A-D轉(zhuǎn)換器和主控制器FPGA輸入到DSP控制器中進(jìn)行PLL鎖相和并網(wǎng)電流控制；所述主控制器還通過主控制器FPGA的串行光纖通信接口接收n個(gè)從控制器FPGA發(fā)送過來的n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的電壓電流信號(hào)，通過DSP控制器計(jì)算出n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的光伏功率，根據(jù)n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的光伏功率和切換單元控制開關(guān)原有狀態(tài)信號(hào)、電網(wǎng)電壓信號(hào)、并網(wǎng)電流信號(hào)和接收的n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊的電壓電流信號(hào)，獲得n個(gè)三相電壓型準(zhǔn)Z源光伏并網(wǎng)逆變器模塊新的參考功率信號(hào)、新的直通占空比信號(hào)、新的調(diào)制度相關(guān)信號(hào)和切換單元控制開關(guān)新的狀態(tài)信號(hào)，并通過主控制器FPGA串行光纖通信接口傳送給n個(gè)從控制器。