一種逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)，包括依次連接的直流側(cè)開關(guān)、直流EMC濾波器、母線電容組件、功率模塊、電感、輸出濾波器組件、交流EMC濾波器、并網(wǎng)接觸器、軟啟電路及交流側(cè)斷路器，軟啟電路由預(yù)充電接觸器、整流橋及串聯(lián)電阻構(gòu)成，軟啟電路一端連接到直流側(cè)的母線電容組件，一端連接交流側(cè)斷路器，通過不斷檢測母線電容組件電壓及相位值，待該值與電網(wǎng)電壓及相位值相同時(shí)并網(wǎng)發(fā)電，降低了并網(wǎng)時(shí)的電流沖擊，顯著延長了逆變器內(nèi)部器件尤其是昂貴的大電流并網(wǎng)開關(guān)的使用壽命。
【專利說明】—種逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及逆變器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及具有交流側(cè)軟啟動(dòng)功能的逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]光伏組件產(chǎn)生的直流電能，通常都是通過光伏并網(wǎng)逆變器變換為與電網(wǎng)匹配的交流電能，再輸送入電網(wǎng)的。逆變器一般由直流升壓回路和逆變回路構(gòu)成，是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于直流轉(zhuǎn)換交流。在大功率UPS、風(fēng)電、光伏逆變器及儲能逆變器應(yīng)用中，使用了大量的直流母線電容和交流輸出濾波電容，為了減小并網(wǎng)瞬間對并網(wǎng)開關(guān)、電網(wǎng)和電容的電流沖擊，一般采用串聯(lián)電阻限流軟啟動(dòng)的方法。
[0003]目前，軟啟的方式有直流側(cè)軟啟和交流側(cè)軟起兩種，中國專利CN102545678A公開了一種逆變器及其啟機(jī)方法，采用了直流側(cè)軟啟動(dòng)，包括依次級聯(lián)的直流側(cè)開關(guān)、母線電容組件、功率模塊、輸出濾波器組件、并網(wǎng)接觸器、以及交流斷路器，直流側(cè)開關(guān)連接到直流側(cè)輸入，所述交流斷路器連接到電網(wǎng)，軟啟動(dòng)裝置的輸入和輸出側(cè)分別與直流側(cè)輸入和所述功率模塊連接，該種方法需要在直流側(cè)建立專門的升壓裝置，系統(tǒng)構(gòu)造成本較高。
[0004]中國專利CN103887824A公開了一種光伏并網(wǎng)逆變器的電壓環(huán)紋波補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)及控制方法，采用了交流側(cè)軟啟，但是由于只是簡單的通過在母線電容上建立一定的電壓，與電網(wǎng)側(cè)的交流電壓在電壓相位幅值上有較大的誤差，所以并網(wǎng)過程中，仍會造成較大的并網(wǎng)沖擊。
[0005]中國專利CN103248067A公開了一種光伏并網(wǎng)逆變器的低壓穿越控制方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟S1:判斷電網(wǎng)電壓值是否小于低壓值上限，否，則控制逆變器正常運(yùn)行，是，則進(jìn)入步驟S2 ;步驟S2:判斷電網(wǎng)電壓值是否不大于低壓值下限；是，則控制逆變器停止工作；否，則控制逆變器輸出的有功電流值等于目標(biāo)有功電流值，且輸出的無功電流值等于目標(biāo)無功電流值；其中，所述逆變器輸出的總電流與常態(tài)下光伏并網(wǎng)輸出的電流的比較差值小于預(yù)設(shè)值。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用交流側(cè)啟動(dòng)的方法，在母線電壓建立的同時(shí)，通過逆變橋臂的反向逆變調(diào)制，由功率模塊和電感組成電壓變換電路，使得直流電壓對電感進(jìn)行充放電，這樣電感的另一端就能得到交流電壓，并最終在交流電容上建立與電網(wǎng)電壓同幅值同相位的交流電壓，進(jìn)而進(jìn)行投入并網(wǎng)開關(guān)進(jìn)行并網(wǎng)，克服了現(xiàn)有的簡單對母線充電的方式進(jìn)行投切并網(wǎng)開關(guān)的大電流沖擊問題，顯著延長了逆變器內(nèi)部器件尤其是昂貴的大電流并網(wǎng)開關(guān)器件的使用壽命。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0009]依次連接的直流側(cè)開關(guān)、直流EMC濾波器、母線電容組件、功率模塊、電感、輸出濾波器組件、交流EMC濾波器、并網(wǎng)接觸器、軟啟電路及交流側(cè)斷路器，軟啟電路由預(yù)充電接觸器、整流橋及串聯(lián)電阻構(gòu)成，軟啟電路一端連接到直流側(cè)的母線電容組件，一端連接交流側(cè)斷路器。
[0010]優(yōu)選地，輸出濾波器組件采用電容或電容組件。
[0011]優(yōu)選地，功率模塊采用功率場效應(yīng)管(MOSFET)、絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)或可關(guān)斷晶閘管(GTO)。
[0012]整流橋優(yōu)選是由4只整流二極管構(gòu)成的全波整流橋。
[0013]利用本實(shí)用新型的系統(tǒng)的逆變器同步并網(wǎng)方法，具有如下步驟:
[0014]a)閉合交流側(cè)斷路器，此時(shí)系統(tǒng)得電，允許逆變器啟機(jī)；
[0015]b)閉合預(yù)充電接觸器，軟啟電路開始工作，電網(wǎng)電力借助整流橋變?yōu)橹绷麟?，并為母線電容組件充電；
[0016]c)閉合預(yù)充電接觸器的同時(shí)，控制器開始計(jì)時(shí)，如果設(shè)定的計(jì)時(shí)間隔時(shí)間到，則控制器判斷所述母線電壓是否大于等于反向調(diào)制需要的母線電壓閾值，若為否，則繼續(xù)軟啟，繼續(xù)利用電網(wǎng)電力為母線電容組件充電，若為是，則根據(jù)需要調(diào)制的電壓D，Q軸分量分別進(jìn)行開環(huán)發(fā)波；
[0017]d)不斷采集輸出濾波器組件上的電壓幅值和相位信號，判斷是否與電網(wǎng)電壓信號保持同幅值同相位，若是，則閉合并網(wǎng)接觸器，由此進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電；若否，則報(bào)并網(wǎng)同步失敗故障；
[0018]e)整個(gè)軟啟時(shí)間到后，由控制器來判斷所述濾波器組件上的電壓幅值相位信號是否達(dá)到與電網(wǎng)電壓幅值相位同步的閾值；如果否，則報(bào)同步并網(wǎng)失敗故障；如果是，則同步軟啟結(jié)束；
[0019]f) 一個(gè)軟啟時(shí)間段后，仍未正常啟動(dòng)，待系統(tǒng)故障復(fù)位后則重新開始一個(gè)新的軟啟時(shí)間段，重復(fù)步驟c)到e)。
[0020]本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用交流側(cè)啟動(dòng)的方法，同時(shí)在母線電壓建立的同時(shí)，通過逆變橋臂的反向逆變調(diào)制，在交流電容上建立與電網(wǎng)電壓同幅值同相位的交流電壓，進(jìn)而進(jìn)行投入并網(wǎng)開關(guān)進(jìn)行并網(wǎng)的方法，克服了現(xiàn)有的簡單對母線充電的方式進(jìn)行投切并網(wǎng)開關(guān)的大電流沖擊逆變器內(nèi)部器件和并網(wǎng)開關(guān)問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的采用逆變器交流側(cè)軟啟動(dòng)裝置的逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)的不意圖；
[0022]圖2是示出根據(jù)本實(shí)用新型系統(tǒng)的逆變器交流側(cè)軟啟動(dòng)方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對本實(shí)用新型的同步并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的【具體實(shí)施方式】只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0024]下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0025]圖1是本實(shí)用新型的采用逆變器交流側(cè)軟啟動(dòng)裝置的逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的逆變器例如為光伏并網(wǎng)逆變器，主要包括依次連接的直流側(cè)開關(guān)13、直流EMC濾波器9、母線電容組件4、功率模塊3、電感8、輸出濾波器組件1、交流EMC濾波器10、并網(wǎng)接觸器5、軟啟電路2及交流側(cè)斷路器7。軟啟電路2由預(yù)充電接觸器6、整流橋11及串聯(lián)電阻12構(gòu)成，軟啟電路2 —端連接到直流側(cè)的母線電容組件4，一端連接交流側(cè)斷路器7。直流側(cè)開關(guān)13和交流側(cè)斷路器7分別設(shè)有保險(xiǎn)熔絲(附圖1中標(biāo)記為FUSE)。輸出濾波器組件I可采用電容或電容組件，功率模塊3可采用功率場效應(yīng)管(MOSFET)、絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)等，整流橋是由4只整流二極管構(gòu)成的全波整流橋。
[0026]所述逆變器還包括控制器，其連接到電路中，并控制所述逆變器的啟機(jī)過程。
[0027]下面說明根據(jù)本實(shí)用新型的逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)的工作過程。
[0028]圖2是利用本實(shí)用新型逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器交流側(cè)軟啟動(dòng)方法的流程圖。
[0029]如圖2所示，a)閉合交流側(cè)斷路器7，此時(shí)系統(tǒng)得電，允許逆變器啟機(jī)；
[0030]b)閉合預(yù)充電接觸器6，軟啟電路2開始工作，電網(wǎng)電力借助整流橋變?yōu)橹绷麟?，并為母線電容組件4充電；
[0031]c)閉合預(yù)充電接觸器6的同時(shí)，控制器開始計(jì)時(shí)，如果設(shè)定的計(jì)時(shí)間隔時(shí)間到，則控制器判斷所述母線電壓是否大于等于反向調(diào)制需要的母線電壓閾值，若為否，則繼續(xù)軟啟，繼續(xù)利用電網(wǎng)電力為母線電容組件4充電，若為是，則根據(jù)需要調(diào)制的電壓D，Q軸分量分別進(jìn)行開環(huán)發(fā)波；
[0032]d)不斷采集輸出濾波器組件I上的電壓幅值和相位信號，判斷是否與電網(wǎng)電壓信號保持同幅值同相位，若是，則閉合并網(wǎng)接觸器5，由此進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電。若否，則報(bào)并網(wǎng)同步失敗故障；
[0033]e)整個(gè)軟啟時(shí)間到后，由控制器來判斷所述濾波器組件上的電壓幅值相位信號是否達(dá)到與電網(wǎng)電壓幅值相位同步的閾值。如果否，則報(bào)同步并網(wǎng)失敗故障；如果是，則同步軟啟結(jié)束；
[0034]f) 一個(gè)軟啟時(shí)間段后，仍未正常啟動(dòng)，待系統(tǒng)故障復(fù)位后，則重新開始一個(gè)新的軟啟時(shí)間段，重復(fù)步驟c)到e)。
[0035]以上說明對本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 依次連接的直流側(cè)開關(guān)、直流EMC濾波器、母線電容組件、功率模塊、電感、輸出濾波器組件、交流EMC濾波器、并網(wǎng)接觸器、軟啟電路及交流側(cè)斷路器，軟啟電路由預(yù)充電接觸器、整流橋及串聯(lián)電阻構(gòu)成，軟啟電路一端連接到直流側(cè)的母線電容組件，一端連接交流側(cè)斷路器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，輸出濾波器組件采用電容或電容組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，功率模塊采用功率場效應(yīng)管、絕緣柵雙極性晶體管或可關(guān)斷晶閘管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器同步并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，整流橋是由4只整流二極管構(gòu)成的全波整流橋。
【文檔編號】H02M1/36GK204179938SQ201420662713
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】吳建華, 朱建國 申請人:深圳市永聯(lián)科技有限公司