CN202841003U

CN202841003U - 一种新型三相光伏并网逆变器系统结构

Info

Publication number: CN202841003U
Application number: CN2012204430698U
Authority: CN
Inventors: 王建军; 严长辉; 于虹; 陈守信; 苏潮; 杨振宇
Original assignee: Guangdong Mingyang Longyuan Power Electronics Co Ltd
Current assignee: Guangdong Mingyang Longyuan Power Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-08-31

Abstract

本实用新型公开了一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，每个光伏阵列直流输出端顺次连接有直流断路器（1）、直流EMI滤波器（2），以及用于对输出直流电进行升压及最大功率跟踪的BOOST升压电路（3），所述所有BOOST升压电路（3）的输出端并联连接后顺次连接有用于吸收来自直流侧和逆变器侧的纹波电流的直流支撑电容（4），用于把直流电转换成交流电的三相全桥IGBT逆变器电路（5），用于消除交流谐波的正弦滤波器（6），用于电路保护通断控制的交流主接触器（7），用于消除高频干扰的交流EMI滤波器（8），以及用于实现主功率电路与电网通断的交流断路器（9），所述交流断路器（9）输出端与电网连接。

Description

一种新型三相光伏并网逆变器系统结构

[技术领域]

本实用新型涉及一种新型三相光伏并网逆变器系统结构。

[背景技术]

目前，1MW三相光伏发电系统如图3所示，大都采用两台500kW光伏并网逆变器输出直接并联，或者如图4所示的采用两台500kW光伏并网逆变器然后通过一台双分裂升压箱变的两个低压绕组并联来实现，并网电压等级基本为270V、300V、315V这几种，其并网电压低，系统发电效率比较低。前级的电池组件组合要求统一，不能实现多种不同组合类型的光伏阵列一起并网。为了满足不同光伏阵列组合并网发电和提高系统发电效率，本设计人实用新型出如下技术方案。

[实用新型内容]

本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，其可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一起并网发电，兼容性好，通过BOOST升压电路分别对对应的光伏阵列进行升压及通过控制器进行BOOST升压电路的最大功率点跟踪控制，扩大了最大功率点跟踪范围，提高了直流侧电压和逆变转化效率，然后通过单独的一个逆变器就能与不同的光伏阵列组合连接并网发电，节省成本，同时，满足不同的环境需求，提高光能利用率和系统发电效率。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一起并网发电，在每个光伏阵列直流输出端顺次连接有直流断路器1、直流EMI滤波器2，以及用于对输出直流电进行升压及最大功率跟踪的BOOST升压电路3，所述所有BOOST升压电路3的输出端并联连接后顺次连接有用于吸收来自直流侧和逆变器侧的纹波电流的直流支撑电容4，用于把直流电转换成交流电的三相全桥IGBT逆变器电路5，用于消除交流谐波的正弦滤波器6，用于电路保护通断控制的交流主接触器7，用于消除高频干扰的交流EMI滤波器8，以及用于实现主功率电路与电网通断的交流断路器9，所述交流断路器9输出端与电网连接，所述系统结构还包括有用于实时检测交直流侧电流电压的电流电压检测模块12，以及通过电流电压检测模块12的检测值来对BOOST升压电路3进行最大功率跟踪控制的控制器15，所述控制器15分别与BOOST升压电路3、三相全桥IGBT逆变器电路5控制连接。

所述电流电压检测模块12包括用于检测直流侧电流电压的直流电压传感器和电流互感器，以及用于检测交流侧电流电压的交流电压采集板和电流互感器。

所述每个光伏阵列直流输出端与对应的直流断路器1输入端之间连接有直流避雷器10，所述交流断路器9输出端与电网之间连接有交流避雷器11。

所述交流主接触器7两端还并接有由交流辅助接触器71和缓冲电阻72串接所组成的辅助开关电路。

所述光伏阵列、直流断路器1、直流EMI滤波器2及BOOST升压电路3的个数都为两个，所述两个BOOST升压电路3的输出正极端相连接后与直流支撑电容4正极连接，负极端相连接后与直流支撑电容4负极连接。

所述光伏阵列、直流断路器1、直流EMI滤波器2及BOOST升压电路3的个数都为3个，所述3个BOOST升压电路3的输出正极端相连接后与直流支撑电容4正极连接，负极端相连接后与直流支撑电容4负极连接。

所述正弦滤波器6为LCL正弦滤波器。

本实用新型的有益效果是：

1、可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一起并网发电，对要接入的光伏阵列的兼容性好；

2、通过BOOST升压电路分别对对应的光伏阵列进行升压及通过控制器对进行BOOST升压电路的最大功率点跟踪控制，扩大了最大功率点跟踪范围，提高了直流侧电压和逆变转化效率。

3、通过单独的一个逆变器就能与不同的光伏阵列组合连接并网发电，节省成本，提高了并网侧电压，同时，满足不同光伏阵列组合方式和不同的环境需求，提高光能利用率和系统发电效率。

4、通过增加直流避雷器和交流断路器，防止雷击，保护器件安全。

5、通过辅助开关电路，减小开机启动时的电流冲击。

[附图说明]

图1是本实用新型实施例1的电路结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的电路结构示意图。

图3是现有技术中使用三相变压器的光伏并网系统结构示意图。

图4是现有技术中使用三相双分裂变压器的光伏并网系统结构示意图。

[具体实施方式]

下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述：

一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一起并网发电，其特征在于在每个光伏阵列直流输出端顺次连接有直流断路器1、直流EMI滤波器2，以及用于对输出直流电进行升压及最大功率跟踪的BOOST升压电路3，所述所有BOOST升压电路3的输出端并联连接后顺次连接有用于吸收来自直流侧和逆变器侧的纹波电流的直流支撑电容4，用于把直流电转换成交流电的三相全桥IGBT逆变器电路5，用于消除交流谐波的正弦滤波器6，用于电路保护通断控制的交流主接触器7，用于消除高频干扰的交流EMI滤波器8，以及用于实现主功率电路与电网通断的交流断路器9，所述交流断路器9输出端与电网连接，所述系统结构还包括有用于实时检测交直流侧电流电压的电流电压检测模块12，以及通过电流电压检测模块12的检测值来对BOOST升压电路3进行最大功率跟踪控制的控制器15，所述控制器15分别与BOOST升压电路3、三相全桥IGBT逆变器电路5控制连接，分别进行BOOST升压电路3的升压控制和三相全桥IGBT逆变器电路5的逆变控制。

如上所述电流电压检测模块12包括用于检测直流侧电流电压的直流电压传感器和电流互感器，以及用于检测交流侧电流电压的交流电压采集板和电流互感器，以便于控制器15对BOOST升压电路3进行最大功率跟踪控制。

如上所述的每个光伏阵列直流输出端与对应的直流断路器1输入端之间连接有直流避雷器10，所述交流断路器9输出端与电网之间连接有交流避雷器11，防止雷击，保护器件安全。

如上所述交流主接触器7在正常状态下接通，故障情况断开，实现保护功能。

本实用新型中所述交流主接触器7两端还并接有由交流辅助接触器71和缓冲电阻72串接所组成的辅助开关电路，通过缓冲电阻72减小电流冲击。开机时，首先辅助开关电路中的交流辅助接触器71闭合，交流电通过缓冲电阻72，并利用三相全桥IGBT逆变器电路5中的续流二极管形成的三相整流桥电路对直流支撑电容4进行充电，然后再闭合主接触器7对直流支撑电容4继续充电。

实施例1，如图1所示，所述的光伏阵列为两个，输出直流电压的级别分别是500V、700V时，每个光伏阵列分别通过直流断路器1、直流EMI滤波器2、BOOST升压电路3进行升压、及控制器15进行BOOST升压电路3的最大功率跟踪控制，把电压升压至960V级别，然后通过三相全桥IGBT逆变器电路5进行三相逆变并网发电，并网电压可提高到620V以上，通过上述结构，实现了两种不同的光伏阵列的一起并网，不但扩大了最大功率点跟踪范围，而且提高了直流侧电压和逆变转化效率。

实施例2，如图2所示，所述的光伏阵列为3个，输出直流电压的级别分别是500V、700V、900V时，每个光伏阵列分别通过直流断路器1、直流EMI滤波器2、BOOST升压电路3进行升压、及控制器15进行BOOST升压电路3的最大功率跟踪控制，把直流侧电压升压至960V级别，然后通过三相全桥IGBT逆变器电路5进行三相逆变并网发电，并网电压可提高到620V以上，通过上述结构，实现了3种不同的光伏阵列的一起并网，不但扩大了最大功率点跟踪范围，而且提高了直流侧电压和逆变转化效率。

以上两实施例中所述的正弦滤波器6都可以采用LCL正弦滤波器消除谐波得到与电网同频的交流电。

本实用新型及以上两实施例的具体工作原理如下：光伏阵列转化的直流电经直流配电箱的整合后引出各组正负直流输出线，通过直流断路器1输入到直流EMI滤波器2进行低通滤波，消除直流中高频干扰信号，并实现对直流配电端的保护，然后通过BOOST升压电路3分别对各组输入直流电压进行升压，同时，电流电压检测模块12实时检测直流侧电压、电流、交流侧电压、电流，通过控制器15通过功率计算，完成每个BOOST升压电路3的最大功率跟踪，将稳定的直流电通过直流支撑电容4吸收纹波电流后送入到三相全桥IGBT逆变器电路5，并通过控制器15完成三相全桥IGBT逆变器电路5的驱动，然后三相全桥IGBT逆变器电路5输出的交流电经正弦滤波器6消除谐波得到与电网同频的交流电，并通过交流EMI滤波器8消除高频干扰后并入电网。

一般情况下，市场上光伏阵列的输出直流电压的级别为如上几种，如上所述的两个实施例已经满足实际的大部分应用，若实际当中要再连接其他的光伏阵列，本领域技术人员可以根据上述技术启示实现所需。

本实用新型中实施例中所提的光伏阵列输出电压大小及通过BOOST升压电路3把直流电升压到960V的电压级别等参数，不作为对本实用新型保护范围的限定，其只是一种具体实施例中的参数设定。本实用新型保护的是一种可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一起并网发电的拓扑结构，满足不同光伏阵列组合方式，兼容性好，通过采用多组BOOST升压电路3分别对多组不同的光伏阵列进行升压，及通过控制器15对各个BOOST升压电路3进行最大功率点跟踪控制，扩大了最大功率点跟踪范围，大大提高了直流侧电压，然后通过一个逆变器进行逆变并网发电，节省成本，提高了并网侧电压，同时，满足不同光伏阵列组合方式和不同的环境需求，提高光能利用率和系统发电效率。

Claims

1.一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一起并网发电，其特征在于在每个光伏阵列直流输出端顺次连接有直流断路器（1）、直流EMI滤波器（2），以及用于对输出直流电进行升压及最大功率跟踪的BOOST升压电路（3），所述所有BOOST升压电路（3）的输出端并联连接后顺次连接有用于吸收来自直流侧和逆变器侧的纹波电流的直流支撑电容（4），用于把直流电转换成交流电的三相全桥IGBT逆变器电路（5），用于消除交流谐波的正弦滤波器（6），用于电路保护通断控制的交流主接触器（7），用于消除高频干扰的交流EMI滤波器（8），以及用于实现主功率电路与电网通断的交流断路器（9），所述交流断路器（9）输出端与电网连接，所述系统结构还包括有用于实时检测交直流侧电流电压的电流电压检测模块（12），以及通过电流电压检测模块（12）的检测值来对BOOST升压电路（3）进行最大功率跟踪控制的控制器（15），所述控制器（15）分别与BOOST升压电路（3）、三相全桥IGBT逆变器电路（5）控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，其特征在于所述电流电压检测模块（12）包括用于检测直流侧电流电压的直流电压传感器和电流互感器，以及用于检测交流侧电流电压的交流电压采集板和电流互感器。

3.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，其特征在于所述每个光伏阵列直流输出端与对应的直流断路器（1）输入端之间连接有直流避雷器（10），所述交流断路器（9）输出端与电网之间连接有交流避雷器（11）。

4.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，其特征在于所述交流主接触器（7）两端还并接有由交流辅助接触器（71）和缓冲电阻（72）串接所组成的辅助开关电路。

5.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，其特征在于所述光伏阵列、直流断路器（1）、直流EMI滤波器（2）及BOOST升压电路（3）的个数都为两个，所述两个BOOST升压电路（3）的输出正极端相连接后与直流支撑电容（4）正极连接，负极端相连接后与直流支撑电容（4）负极连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，其特征在于所述光伏阵列、直流断路器（1）、直流EMI滤波器（2）及BOOST升压电路（3）的个数都为3个，所述3个BOOST升压电路（3）的输出正极端相连接后与直流支撑电容（4）正极连接，负极端相连接后与直流支撑电容（4）负极连接。

7.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统结构，其特征在于所述正弦滤波器（6）为LCL正弦滤波器。