[发明专利]一种三相光伏并网逆变系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源逆变技术，特别涉及一种三相光伏并网逆变系统。

背景技术

随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，能源、环境与发展已成为当今世界亟待解决的问题。开发利用可再生能源和各种绿色能源已越来越受到当今世界各国的高度关注，以实现可持续发展。太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，正在得到越来越广泛的应用，对于缓解能源和环境污染问题，具有重大的理论和现实意义。

太阳能光伏电池的输出特性曲线易受光照强度、温度等外部因素的影响，以及光伏电池的转换率比较低和成本比较高，因此，为了提高光伏发电系统的输出功率和保证电网的安全正常运行，必须利用电力电子技术和控制技术对光伏发电系统加以控制。

三相光伏并网逆变系统的研究涉及很多关键性的技术，比如DC/DC变换电路拓扑结构的选择、Z源网络电路、DC/AC电路拓扑结构的选择、控制器及控制方式的选择、孤岛效应的检测等。

DC/DC变换电路拓扑结构：目前使用的开关器件主要有MOSFET、IGBT以及二极管等。基本的电路拓扑结构有Buck变换电路、Boost变换电路、Buck-Boost变换电路、Cuk变换电路、单端反激变换电路。

DC/AC变换电路拓扑结构：目前使用的功率器件主要有IGBT、MOSFET等。功率器件构成的电路有半控型、全控型电路。

控制器及控制方式：逆变器的控制器采用专用的芯片TMS320F2812产生PWM控制波，通过模拟电路实现驱动和传感器实现检测。控制方式采用基于人工神经网络的最大功率跟踪法和SVPWM实现并网控制，准确跟踪太阳能光伏电池输出的最大功率点，以及逆变器输出的交流电流与网侧电压同频同相位，同时谐波率THD较小。孤岛效应是光伏并网系统中必须解决的问题。

发明内容

本发明是针对现在光伏发电系统运行效率和安全性的问题，提出了一种三相光伏并网逆变系统，在任何日照强度和温度情况下，能有效跟踪太阳能光伏电池输出最大功率点；DC/AC逆变器输出的交流电流与网侧电压同频同相位，且谐波率THD较小；远程通讯监测系统和显示装置对现场数据采集、处理、存储和查询；实现孤岛效应的检测电路。

本发明的技术方案为：一种三相光伏并网逆变系统，包括DC/DC电路、Z源网络电路、DC/AC电路、控制电路、远程通讯电路及显示装置、孤岛检测系统，光伏阵列输出正负极接DC/DC电路输入端，控制电路包括并网控制模块、MPPT控制模块、数据采集模块，传感器采集光伏阵列模拟信号和逆变输出信号，经过数据采集模块经过AD转换和处理后，送入MPPT控制模块输出控制信号到DC/DC电路，同时送入并网控制模块输出控制信号到DC/AC电路，DC/DC电路与DC/AC电路中间通过Z源网络电路连接，控制电路输出接远程通讯电路及显示装置，DC/AC电路输出端并联孤岛检测系统。

所述Z源网络电路包含两个电感和两个电容，两个电感直接跨接在DC/DC电路与DC/AC电路两个输入输出端，两个电容以X形接入DC/DC电路与DC/AC电路两个输入输出端。

所述DC/AC电路采用IGBT功率器件构成的全桥电路。

所述控制电路采用基于专门控制芯片TMS320F2812的数字控制系统。

所述远程通讯电路及显示装置把输出的数字信号调制成模拟信号，通过电话线或无线网络发送到接收端，接收端的调制解调器再将模拟信号解调成数字信号，接收端处理收到的数字信号，并加以显示。

所述孤岛检测系统在并网逆变器与并联RLC负载之间，并联RLC负载和电网之间加保护开关。

本发明的有益效果在于：本发明三相光伏并网逆变系统，实现太阳能电池板的最大功率跟踪；将太阳能电池发出的DC电力逆变成符合并网标准的AC交流电；远程通讯监测系统和显示装置实现远程数据的采集、处理、存储、查询及显示；孤岛检测发生孤岛效应的数据变化和特征，及时实施保护措施。提高光伏发电系统的输出功率和保证电网的安全正常运行。

附图说明

图1为本发明三相光伏并网逆变系统原理图；

图2为本发明三相光伏并网逆变系统中电路连接图；

图3为本发明三相光伏并网逆变系统中Z源变换器拓扑结构图；

图4为本发明三相光伏并网逆变系统中远程通讯监测及显示装置图；

图5为本发明三相光伏并网逆变系统中发生孤岛效应时的供电状态；

图6为本发明三相光伏并网逆变系统中孤岛效应检测示意图。

具体实施方式