專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器。
技術(shù)背景 并網(wǎng)逆變器的輸出電流通常與電網(wǎng)電流的正弦波形狀有失配，通常使用參數(shù)總諧波失真(Total Harmonic Distortion，THD)來(lái)定義失配的大小。總諧波失真THD定義方式為輸入單一頻率的余弦信號(hào)，輸出的各次諧波總有效值和基波功率有效值之比的平方根。 為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定，以及逆變器的電流有效的進(jìn)入電網(wǎng)，THD通常要求小于5%。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常反激逆變器的控制采用基準(zhǔn)電流方式，以原邊電流的峰值包絡(luò)線為基準(zhǔn)電流Iref。當(dāng)使用反激逆變器電路時(shí)，當(dāng)反激工作在邊界導(dǎo)電模式(Boundary Conducting Mode, BCM)時(shí)，由于反激工作頻率不固定，原邊電流的峰值包絡(luò)線(即I,ef)與原邊電流的有效值呈非線性關(guān)系，由此推出和輸出電流的有效值為非線性關(guān)系。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器的簡(jiǎn)單電路示意圖。該太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器100分別與左側(cè)的太陽(yáng)能電池板101和右側(cè)的電網(wǎng)102相連接。圖中反激逆變器部分100由解耦電容Cin、交錯(cuò)并聯(lián)反激電路103和工頻并網(wǎng)逆變電路104組成。其中，交錯(cuò)并聯(lián)反激電路103有兩路相同的反激電路并聯(lián)組成，每路主要由原邊開(kāi)關(guān)管Smi和Smi、變壓器Tl和T2以及反激二極管Dl和D2組成。反激電流的輸出由開(kāi)關(guān)管SAa SA。4的控制來(lái)決定。如圖所示，交錯(cuò)并聯(lián)反激電路103包括了開(kāi)關(guān)管 Sm/Sf變壓器T1/T2和反激二極管D1/D2。工頻并網(wǎng)逆變包括由四個(gè)開(kāi)關(guān)管Saci Sac4組成的全橋和濾波電路Lf、Cf。為了保證輸出電流為與電網(wǎng)電壓同頻同相的正弦波形，需要做到兩點(diǎn)(1)對(duì)Iref和輸出電流的有效值的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行精確建模；(2)設(shè)計(jì)有效的硬件控制電路，實(shí)現(xiàn)控制方法。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器，改進(jìn)基準(zhǔn)電流Iref的計(jì)算方法，確保并網(wǎng)電流為與電網(wǎng)電壓同頻同相的正弦波形，從而大幅度降低并網(wǎng)電流的總諧波失真，改善輸出電能質(zhì)量。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器，包括交錯(cuò)并聯(lián)反激電路，包括原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組與太陽(yáng)能電池板相連接，所述副邊繞組與電網(wǎng)相連接，用于對(duì)所述太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電作并聯(lián)反激后并網(wǎng)輸出；直流檢測(cè)模塊，與所述太陽(yáng)能電池板相連接，用于檢測(cè)其產(chǎn)生的直流電信號(hào)；交流檢測(cè)模塊，與所述交錯(cuò)并聯(lián)反激電路的副邊繞組相連接，用于檢測(cè)并網(wǎng)的交流電信號(hào)；基準(zhǔn)電流獲 取模塊，分別與所述直流檢測(cè)模塊和所述交流檢測(cè)模塊相連接，用于根據(jù)所述直流電信號(hào)和所述交流電信號(hào)獲取各時(shí)間點(diǎn)的基準(zhǔn)電流；準(zhǔn)諧振控制電路，與所述交錯(cuò)并聯(lián)反激電路的原邊繞組的開(kāi)關(guān)管相連接，用于采樣所述開(kāi)關(guān)管的漏源電壓，并比較所述漏源電壓是否等于準(zhǔn)諧振閾值；原邊電流采樣模塊，與所述原邊繞組相連接，用于采樣所述原邊繞組的電流；驅(qū)動(dòng)電路，用于向所述原邊繞組的開(kāi)關(guān)管產(chǎn)生開(kāi)啟或者關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；其中，所述驅(qū)動(dòng)電路包括比較器，分別與所述基準(zhǔn)電流獲取模塊和所述原邊電流采樣模塊相連接，用于比較所述原邊電流是否等于所述基準(zhǔn)電流；觸發(fā)器，分別與所述比較器、所述準(zhǔn)諧振控制電路和所述原邊繞組的開(kāi)關(guān)管相連接，用于當(dāng)所述原邊電流增加到等于所述基準(zhǔn)電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，而當(dāng)所述開(kāi)關(guān)管的漏源電壓下降到等于所述準(zhǔn)諧振閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟?？蛇x地，所述基準(zhǔn)電流獲取模塊依照如下公式獲取所述基準(zhǔn)電流
[002權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器，其特征在于，包括交錯(cuò)并聯(lián)反激電路，包括原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組與太陽(yáng)能電池板相連接， 所述副邊繞組與電網(wǎng)相連接，對(duì)所述太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電作并聯(lián)反激后并網(wǎng)輸出； 直流檢測(cè)模塊，與所述太陽(yáng)能電池板相連接，檢測(cè)其產(chǎn)生的直流電信號(hào)； 交流檢測(cè)模塊，與所述交錯(cuò)并聯(lián)反激電路的副邊繞組相連接，檢測(cè)并網(wǎng)的交流電信號(hào)；基準(zhǔn)電流獲取模塊，分別與所述直流檢測(cè)模塊和所述交流檢測(cè)模塊相連接，根據(jù)所述直流電信號(hào)和所述交流電信號(hào)獲取各時(shí)間點(diǎn)的基準(zhǔn)電流；準(zhǔn)諧振控制電路，與所述交錯(cuò)并聯(lián)反激電路的原邊繞組的開(kāi)關(guān)管相連接，采樣所述開(kāi)關(guān)管的漏源電壓，并比較所述漏源電壓是否等于準(zhǔn)諧振閾值；原邊電流采樣模塊，與所述原邊繞組相連接，采樣所述原邊繞組的電流； 驅(qū)動(dòng)電路，向所述原邊繞組的開(kāi)關(guān)管產(chǎn)生開(kāi)啟或者關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 其中，所述驅(qū)動(dòng)電路包括比較器，分別與所述基準(zhǔn)電流獲取模塊和所述原邊電流采樣模塊相連接，比較所述原邊電流是否等于所述基準(zhǔn)電流；觸發(fā)器，分別與所述比較器、所述準(zhǔn)諧振控制電路和所述原邊繞組的開(kāi)關(guān)管相連接，當(dāng)所述原邊電流增加到等于所述基準(zhǔn)電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，而當(dāng)所述開(kāi)關(guān)管的漏源電壓下降到等于所述準(zhǔn)諧振閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反激逆變器，其特征在于，所述基準(zhǔn)電流獲取模塊依照如下公式獲取所述基準(zhǔn)電流4/=^- V, sin(coi)+ Vd,畏·ΙΑ· η(ω 其中，為各時(shí)間點(diǎn)的基準(zhǔn)電流，Vd。為直流輸入電壓，Vp為交流輸出電壓的峰值，Ia 為交流輸出電流的峰值，ω為交流輸出電壓的相位，L1為所述原邊繞組的電感值，L2為所述副邊繞組的電感值，t為一個(gè)周期中的時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反激逆變器，其特征在于，當(dāng)所述開(kāi)關(guān)管的漏源電壓高于所述準(zhǔn)諧振閾值時(shí)，所述準(zhǔn)諧振控制電路輸出為O ；當(dāng)所述開(kāi)關(guān)管的漏源電壓下降到等于所述準(zhǔn)諧振閾值時(shí)，所述準(zhǔn)諧振控制電路輸出為1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反激逆變器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括二極管，分別與所述觸發(fā)器和所述原邊繞組的開(kāi)關(guān)管相連接，確保所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為正向流向。
5.一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器，其特征在于，包括交錯(cuò)并聯(lián)反激電路，包括多個(gè)原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組與太陽(yáng)能電池板相連接，所述副邊繞組中的一個(gè)與電網(wǎng)相連接，所述交錯(cuò)并聯(lián)反激電路對(duì)所述太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電作并聯(lián)反激后并網(wǎng)輸出；直流檢測(cè)模塊，與所述太陽(yáng)能電池板相連接，檢測(cè)其產(chǎn)生的直流電信號(hào)； 交流檢測(cè)模塊，與所述交錯(cuò)并聯(lián)反激電路中的連接至所述電網(wǎng)的副邊繞組相連接，檢測(cè)并網(wǎng)的交流電信號(hào)；基準(zhǔn)電流獲取模塊，分別與所述直流檢測(cè)模塊和所述交流檢測(cè)模塊相連接，根據(jù)所述直流電信號(hào)和所述交流電信號(hào)獲取各時(shí)間點(diǎn)的基準(zhǔn)電流；準(zhǔn)諧振控制電路，與所述交錯(cuò)并聯(lián)反激電路的另一個(gè)副邊繞組相連接，采樣所述副邊繞組的電流產(chǎn)生的電壓，并比較所述副邊電流的采樣電壓是否等于零；原邊電流采樣模塊，與所述原邊繞組相連接，采樣所述原邊繞組的電流；驅(qū)動(dòng)電路，向所述原邊繞組 的開(kāi)關(guān)管產(chǎn)生開(kāi)啟或者關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；其中，所述驅(qū)動(dòng)電路包括比較器，分別與所述基準(zhǔn)電流獲取模塊和所述原邊電流采樣模塊相連接，比較所述原邊電流是否等于所述基準(zhǔn)電流；觸發(fā)器，分別與所述比較器、所述準(zhǔn)諧振控制電路和所述原邊繞組的開(kāi)關(guān)管相連接，當(dāng)所述原邊電流增加到等于所述基準(zhǔn)電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，而當(dāng)所述副邊電流的采樣電壓下降到等于零時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反激逆變器，其特征在于，所述基準(zhǔn)電流獲取模塊依照如下公式獲取所述基準(zhǔn)電流4/=^- V, sin—)+ Vd,畏./,sin—)其中，為各時(shí)間點(diǎn)的基準(zhǔn)電流，Vd。為直流輸入電壓，Vp為交流輸出電壓的峰值，Ia 為交流輸出電流的峰值，ω為交流輸出電壓的相位，L1為所述原邊繞組的電感值，L2為所述副邊繞組的電感值，t為一個(gè)周期中的時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的反激逆變器，其特征在于，所述準(zhǔn)諧振控制電路為電壓比較器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反激逆變器，其特征在于，當(dāng)所述副邊電流的采樣電壓下降到等于O時(shí)，所述準(zhǔn)諧振控制電路輸出為O ；否則所述準(zhǔn)諧振控制電路輸出為1。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反激逆變器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括二極管，分別與所述觸發(fā)器和所述原邊繞組的開(kāi)關(guān)管相連接，確保所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)為正向流向。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器，包括交錯(cuò)并聯(lián)反激電路；直流檢測(cè)模塊；交流檢測(cè)模塊；基準(zhǔn)電流獲取模塊，獲取基準(zhǔn)電流；準(zhǔn)諧振控制電路，采樣開(kāi)關(guān)管的漏源電壓，比較其是否等于準(zhǔn)諧振閾值；原邊電流采樣模塊；驅(qū)動(dòng)電路，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其包括比較器，比較原邊電流是否等于基準(zhǔn)電流；觸發(fā)器，當(dāng)原邊電流等于基準(zhǔn)電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，當(dāng)漏源電壓等于準(zhǔn)諧振閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟。本實(shí)用新型還提供另一種太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)交錯(cuò)并聯(lián)反激逆變器。本實(shí)用新型用基準(zhǔn)電流控制逆變器進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，在電路兩級(jí)拓?fù)渲?，改進(jìn)基準(zhǔn)電流的計(jì)算方法，確保并網(wǎng)電流為與電網(wǎng)同頻同相的正弦波形，降低并網(wǎng)電流的THD，改善輸出電能質(zhì)量。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202167862SQ20112023488
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者羅宇浩, 高明智 申請(qǐng)人:浙江昱能光伏科技集成有限公司