[实用新型]一种可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器

说明书

（一）     技术领域

    本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器。

（二）     背景技术

太阳能光伏并网逆变器是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频同相的交流电，并且实现既向负载供电，又向电网发电的设备。光伏并网逆变器主要由电力电子开关器件组成，以脉宽调制的形式向电网提供电能。现有的光伏并网逆变器采用锁相技术，使逆变器的输出与电网电压同频同相，达到并网输出的目的。但现有的光伏并网逆变器输出功率因数恒定，一般接近于1，因此只能输出有功功率，不能输出无功功率。当电网存在较大的无功负荷时，需要再增加无功补偿设备，增加投资。

（三）     发明内容

    本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种无需再增加无功补偿设备、节省设备投资的可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器，其特征是：包括相串接的光伏电池阵列、保护二极管和直流电容，直流电容与逆变单元相连接，逆变单元与电抗器相连接，电抗器与变压器相连接，变压器连接电网。

该可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器，变压器初级线圈为星形接法，次级线圈为三角形接法。

本实用新型的有益效果是：该可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器，按受控电流源方式工作，采用瞬时无功功率理论和最大功率点跟踪控制的综合算法产生电流指令，该电流指令与调制三角波比较产生PWM开关控制信号，由此来控制逆变器工作，实现有功功率和无功功率的并网输出，无需再增加无功补偿设备，节省设备投资。

（四）     附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器的结构示意图。

附图2为本实用新型可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器的控制原理图。

图中，1光伏电池阵列，2保护二极管，3直流电容，4逆变单元，5电抗器，6变压器，7电网。

（五）     具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。

图1中，该可输出有功功率和无功功率的光伏并网逆变器，包括相串接的光伏电池阵列1、保护二极管2和直流电容3，直流电容3与逆变单元4相连接，逆变单元4与电抗器5相连接，电抗器5与变压器6相连接，变压器6连接电网7。光伏电池阵列1所发出的直流电经保护二极管2对直流电容3充电，保护二极管2的作用是防止光伏电池阵列1极性接反，若光伏电池阵列1的极性接反，则保护二极管2截止，防止对直流电容3反充电，造成直流电容3和逆变单元4的损坏。直流电容3可以平滑光伏电池阵列输出电压的纹波和波动，并为逆变单元4提供逆变所需的直流电能。直流电容3上的直流电经逆变单元4进行DC/AC变换，变为与电网相同频率的交流电，其并网电流的幅值和相位受数字信号处理器的控制，从而产生有功电流和无功电流。逆变后的并网电流经电抗器5滤波，滤除其中的高频谐波，经变压器6隔离后并入电网，供电网上的用户使用。变压器6初级线圈为星形接法，次级线圈为三角形接法。

图2中，逆变单元的DC/AC逆变，受数字信号处理器（DSP）的控制，数字信号处理器（DSP）通过ADC转换对电网电压Ua、Ub、Uc，并网电流Ia、Ib、Ic，光伏电池阵列输出电压Ucell，光伏电池阵列输出电流Icell进行采样、分析、计算。对电网电压Ua、Ub、Uc通过dq变换，将三相矢量坐标系转换为两相平面坐标系Ud、Uq，通过数字信号处理器的处理计算对电网电压进行锁相。对光伏电池阵列输出电压Ucell和输出电流Icell通过最大功率跟踪算法产生并网有功电流的指令Idref，同时通过通讯接收电网上的无功补偿调度指令，产生并网无功电流指令Iqref。对并网电流Ia、Ib、Ic通过dq变换，将三相矢量坐标系转换为两相平面坐标系Id、Iq，Id、Iq分别与Idref、Iqref进行比较，形成负反馈控制系统，其比较误差经比例积分控制器（PI）进行调节后进行dq反变换，将两相平面坐标系转换为三相矢量坐标系，该电流指令与调制三角波比较产生PWM开关控制信号，控制光伏并网逆变器按受控电流源方式工作，输出有功功率和无功功率。