[实用新型]三相光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏发电与电气技术领域，具体涉及一种三相光伏并网逆变器。

背景技术

由于全球能源资源的危机，环境污染的日益加大等因素促使越来越多的国家开始意识到加强可再生能源开发利用才是应对日益严重的能源和环境问题、实现可持续发展的必由之路。而太阳能因其清洁、高效和永不衰竭的特点成为可再生新能源中最具活力的绿色能源。太阳能的并网发电技术把太阳能通过并网逆变装置直接馈入电网，因其无需储能、结构简单等独特优势，使其很快成为世界各国专家研究开发的热点。太阳能并网运行方式也迅速成为光伏应用的一种主要形式。

太阳能并网发电系统核心为并网逆变控制器。在大功率并网电站设计中，均采用三相并网输出方式，因此三相并网逆变器的性能优劣决定了整个电站能否稳定安全运行。目前，大功率并网逆变器主要依赖进口，但由于国内各地电网质量差别较大，在电网质量较差的地区，往往三相电压不均衡，波形畸变较大，此时，三相并网逆变器就会出现并网电流谐波含量增加，系统效率降低，运行不稳定等问题，甚至不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是针对现有技术中并网逆变控制器所存在的上述不足，提供一种高效率、高可靠性，能使并网电流谐波含量极小的三相光伏并网逆变器，该逆变器尤其适合于电能质量较差的地区光伏的并网发电。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该三相光伏并网逆变器包括三个结构相同的逆变单元以及各逆变单元的控制单元，各逆变单元的输入端分别与太阳能电池板阵列的储能单元相连，三个逆变单元的输出端星形连接(符合三相四线制)后可与电网连接，所述控制单元包括可采集电网中各相幅值和频率的信号采集模块以及主控模块，主控模块对信号采集模块采集的信号进行处理后对逆变单元进行驱动控制和可否接入电网进行控制。

其中，所述逆变单元可包括由四个IGBT器件组成的全桥电路，全桥电路的两个桥臂与太阳能电池板阵列的储能单元相连，另两个桥臂与一变压器的初级线圈相连，变压器次级线圈连接由主控模块控制启闭的交流接触器，交流接触器与电网相连。

优选的是，所述变压器的初级线圈中还可连接有用于滤波的电抗器和电容，其次级线圈中还可连接有用于滤波的交流滤波器。

优选的是，主控模块采用高速数字信号处理器DSP芯片，其包括PWM产生模块、捕捉模块和AD转换模块。

高速数字信号处理器DSP芯片采用专用于工业控制领域的16位DSP芯片TMS320LF2407A作为控制核心的主控模块，来控制每一相都能独立快速跟踪电网电压的频率、相位和幅值的变化，其包括PWM产生模块、捕捉模块和AD转换模块。

其中，信号采集模块包括可采集电池板阵列电压U_d的直流电压信号采集模块和采集电网电压U_a、U_b、U_c及电网电流I_a、I _b、I_c的信号采集模块，当电池板阵列电压U_d达到设定电压时，主控模块通过对信号采集模块采集的信号检测电网电压U_a、U_b、U_c和电网电流I_a、I_b、I_c来检测电网电压的幅值和频率，当主控模块内的捕捉模块得到电网同步信号后，通过其内的数字锁相环使逆变单元的输出电压与电网电压的相位保持同步，并调节逆变单元的输出电压幅值，使之与电网电压幅值一致后，主控模块指令逆变单元接入电网电池板阵列电压Ud的采集模块采用线性光耦HCNR200。即在信号采集模块中，通过线性光耦HCNR200采集电池板阵列电压U_d。

电网电压U_a、U_b、U_c采集模块器件采用电流型的电压传感器，信号通过电流型的电压传感器隔离后经过滤波，经相位补偿电路后分两路输出，一路通过过零比较器得到电网电压的同步信号并送入主控模块的捕捉输入口，另一路直接送入主控模块的AD输入口。

电网电流I_a、I_b、I_c采集模块采用霍尔电流传感器，通过霍尔电流传感器采集并隔离后送入主控模块的AD输入口。

这样，通过三个独立的单相并网逆变单元输出经同步拟合后可将太阳能馈入三相电网。

本实用新型与现有的三相并网逆变器相比，具有以下有益效果：