[发明专利]用于并网光伏发电站的换流并网装置及系统

权利要求书

1.一种用于并网光伏发电站的换流并网系统，其特征在于：包括光伏组件、变流器以及控制单元，所述的变流器包括多个变流单元，所述的变流单元包括过电压保护器R_i1、R_i2以及电容C_i1、C_i2、C_i3、C_i4以及电感L_i1、L_i2以及N个桥式电路，其中下标i∈[1,N]；第i个变流单元的输入端正、负极分别通过过电压保护器R_i1、R_i2接地，电容C_i1、C_i2串联在第i个变流单元的输入端正、负极之间；第i个变流单元的输入端正、负极即构成第i个桥式电路的输入端正、负极，第1个桥式电路的输出端正极通过电感L₁₁连接相线，第N个桥式电路的输出端负极通过电感L_N2连接零线，第i个桥式电路的输出端负极和第i+1个桥式电路的输出端正极之间串联有电感L_i2和L_(i+1)1；电容C₁₃、C₁₄、…、C_N3、C_N4串联在变流器输出端正负极之间；电容C_i1、C_i2之间与电容C_i3、C_i4之间通过导线短接；第i个光伏组件连接第i个变流单元的输入端正、负极，控制单元采集变流器输入端的电流和电压以及变流器输出端的电流和电压并进行处理后输出PWM控制信号至变流器；

所述的控制单元采取根据瞬时功率理论的基于电压定向的直接功率控制策略或基于虚拟磁链定向的直接功率控制策略对变流器进行控制；

所述的控制单元按如下步骤调节无功功率和有功功率的流动方向：(S1)需要调节无功功率流动方向时，控制单元输出PWM控制信号控制变流器的输出电流与电网电压之间的功角；(S2)需要调节有功功率的流动方向时，控制单元输出PWM控制信号控制变流器输出电流的幅值；

包括储能单元，电网上的交流电通过变流器转换成直流电后直接为控制单元供电或为储能单元充电，储能单元为控制单元提供备用电源。

2.如权利要求1所述的用于并网光伏发电站的换流并网系统，其特征在于：所述的桥式电路包括第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块以及第四IGBT模块，第一IGBT模块和第二IGBT模块的集电极连接变流单元的输入端正极，第三IGBT模块和第四IGBT模块的发射极连接变流单元的输入端负极，第一IGBT模块的发射极与第三IGBT模块的集电极以及电感L_i1相连，第二IGBT模块的发射极与第四IGBT模块的集电极以及电感L_i2相连，四个IGBT模块的栅极接收控制单元输出的PWM控制信号。

3.如权利要求2所述的用于并网光伏发电站的换流并网系统，其特征在于：四个IGBT模块均由绝缘栅双极型晶体管和二极管构成，二极管串联在绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极之间且二极管的正极与绝缘栅双极型晶体管的发射极相连。

4.如权利要求3所述的用于并网光伏发电站的换流并网系统，其特征在于：所述的控制单元中包括过压过流保护电路、欠频过频保护电路以及通信电路，过压过流保护电路用于为控制单元提供过压和过流保护，欠频过频保护电路为控制单元提供欠频和过频保护，控制单元通过通信电路与电网调度中心相连实现双向数据通讯。