[实用新型]一种具有换相装置的单相光伏并网逆变器

说明书

本实用新型一种具有换相装置的单相光伏并网逆变器，属于电学领域，包括输入端与光伏电池连接的单相逆变器，关键在于：所述单相逆变器的两输出端一端通过第一开关连接第二继电器，另一端连接三相交流电网中的零线，第二继电器的常开、常闭触点分别连接第一继电器和三相交流电网三相中的一相，第一继电器的常开、常闭触点分别连接三相交流电网三相中的另外两相；控制器通过无线通信或者通讯接口与配电变压器监测终端（TTU）通讯，并控制第一开关、第一、第二继电器形成并网相别选择结构。该逆变器可根据配电变压器监测终端（TTU）的指令，变换并网的相别，减小电网的不平衡度，提高光伏能源的利用率。

技术领域

本实用新型属于电学领域，涉及用于太阳能光伏发电并网的单相逆变器，具体涉及可响应TTU的指令完成换相动作的逆变器。

背景技术

光伏并网发电系统通常由光伏阵列和逆变器两部分组成，其中光伏阵列将太阳能转化为电能，逆变器将电能注入交流电网。作为光伏发电并网的核心组件，逆变器用于将直流电能转换为交流电，包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路。按照交流侧输出相位数，逆变器分为单相逆变器和三相逆变器。三相逆变器输出AC380V，单相逆变器输出AC220V。三相逆变器常常用于大功率并网电站设计中，结构复杂，成本高。单相逆变器通常用于民用电中，主要针对家庭应用。

由于各地电网质量差别较大，许多地区、许多时段都会出现三相电压不平衡，而单相并网发电对于电网而言，是典型的不对称源，会加重电网的不平衡负担。三相负荷分配不均衡会导致线路和配电变压器的电能损耗增加、配变出力减少、线路末端低电压严重等问题，给低压配电网的安全、稳定及经济运行带来较大的负面影响。

再者，逆变器并网发电时，逆变器的并网电压要高于主网的电压，才能并网。为了保证电网安全，当主网某一相上的电压高于一定的阈值时，该相上的单相逆变器就会处于一种微功率发电状态，即使光伏发电条件良好，也不能进行大功率发电，这不仅造成了光伏能源的浪费，也给光伏投资者带来经济损失。而当单相逆变器连接的主网某一相位上的电压达到阈值，不能接收电能量输送时，另外两个相位上的电压有可能比较低，可以接受电能量输入。

目前，单相逆变器是固定连接到主网的某一相位上，不能切换相位输出。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种带有换相装置的单相光伏并网逆变器，以响应TTU的指令，变换并网的相别，减小电网的不平衡度，提高光伏能源的利用率。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种具有换相装置的单相光伏并网逆变器，包括输入端与光伏电池连接的单相逆变器，关键在于：所述单相逆变器的两输出端一端通过第一开关连接第二继电器，另一端连接三相交流电网中的零线，第二继电器的常开、常闭触点分别连接第一继电器和三相交流电网三相中的一相，第一继电器的常开、常闭触点分别连接三相交流电网三相中的另外两相；控制器通过无线通信或者通讯接口与配电变压器监测终端（TTU）通讯，并控制第一开关、第一、第二继电器形成并网相别选择结构。

本逆变器对现有单相逆变器进行改造，不再固定连接到主网的某一相位上，而是将单相逆变器的输出端连接由第一开关、第一、第二继电器组成的换相装置。第二继电器用于选择第一继电器导通还是三相交流电网三相中的一相导通，当第一继电器导通时，与第二继电器连接的那一相断开，与第一继电器连接的三相交流电网三相中的另外两相只有一相导通。通过第一、第二继电器可保证三相中有且只有一相处于导通状态。使用时，配电变压器监测终端（TTU）采集电网的三相电压、负载情况，并与控制器通信，实时获取逆变器的发电功率和当前发电相别。再根据电网的三相电压、三相电流（负载）、逆变器的发电功率情况综合分析，给逆变器分配发电相别，控制器控制第一开关、第一、第二继电器选择相应相别，合理并网。第一、第二继电器实现了机械互锁，避免相间短路。