本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能發(fā)電光伏并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置。

背景技術(shù)：

隨著不可再生能源的減少、電力緊張、環(huán)境污染等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，太陽(yáng)能光伏等可再生能源發(fā)電技術(shù)引起了人們的關(guān)注。日益惡化的生態(tài)環(huán)境、能源短缺使人們認(rèn)識(shí)到，人類(lèi)必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，大力開(kāi)發(fā)和利用可再生能源是必經(jīng)之路，開(kāi)發(fā)綠色的、可持續(xù)發(fā)展的新型能源已成為近年來(lái)的研究焦點(diǎn)。在國(guó)外，近年來(lái)太陽(yáng)能光伏電源已開(kāi)始由補(bǔ)充能源向替代能源過(guò)渡，并從偏遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)中、小功率獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的方向發(fā)展。光伏并網(wǎng)發(fā)電是光伏技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)，其核心部件之一—并網(wǎng)逆變(DC-AC)裝置是將太陽(yáng)能電池發(fā)出的直流電能變換成正弦波交流電，直接輸送到電網(wǎng)，可廣泛應(yīng)用于普通的住宅、屋面和別墅，在新型光伏集成建筑的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、大型光伏站等場(chǎng)所，其性能優(yōu)劣對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)影響巨大。因此，研究光伏并網(wǎng)DC-AC裝置的控制設(shè)計(jì)具有重大意義和廣闊的應(yīng)用前景。

大規(guī)模的光伏并網(wǎng)電站已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)運(yùn)營(yíng)，由于太陽(yáng)能能量密度低，覆蓋面積大，占用大量農(nóng)田耕地，發(fā)電效率低，在國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能減排，綠色環(huán)保，減少占用耕地面積的大環(huán)境下，屋面光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，屋面太陽(yáng)能光伏利用技術(shù)也在這種形勢(shì)下進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用且穩(wěn)定易并網(wǎng)的光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)將有助于推動(dòng)整個(gè)光伏行業(yè)的發(fā)展。

光伏并網(wǎng)DC-AC控制裝置是應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，將光伏發(fā)電獲得的直流電能轉(zhuǎn)換成恒壓恒頻交流電能的一種靜止變流裝置，供交流負(fù)載或者交流電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電，是太陽(yáng)能利用的關(guān)鍵技術(shù)。因此，光伏逆變技術(shù)在新能源的開(kāi)發(fā)和利用領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用。

現(xiàn)有的光伏并網(wǎng)逆變裝置，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括太陽(yáng)能電池板、DC-AC變換器、交流濾波、直流濾波、主控器等。直流波形信號(hào)源經(jīng)過(guò)DC-AC變換電路之后作為交流輸出時(shí)，由于它的電壓、負(fù)載特性，以及帶負(fù)載時(shí)電壓的負(fù)載特性等的影響，DC-AC裝置在10KW以下時(shí)候可以滿足電網(wǎng)并網(wǎng)的要求，但是功率在10KW以上時(shí)就會(huì)出現(xiàn)交流輸出波形不穩(wěn)定難以并網(wǎng)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)光伏逆變器在負(fù)載功率達(dá)到10KW以上時(shí)就會(huì)出現(xiàn)交流輸出波形不穩(wěn)定難以并網(wǎng)的問(wèn)題，而提供提高了交流輸出在大功率輸出時(shí)的穩(wěn)定性并提高了并網(wǎng)電網(wǎng)的質(zhì)量的一種改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置，包括與太陽(yáng)能電池組電性連接的正弦波脈沖寬度調(diào)制器(SPWM調(diào)制器)、與所述SPWM調(diào)制器電性連接的逆變器、控制所述SPWM調(diào)制器的主控器，所述太陽(yáng)能電池組通過(guò)直流濾波器與SPWM調(diào)制器連接，所述逆變器通過(guò)交流濾波器輸出給電網(wǎng)交流電能，所述改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置還包括設(shè)置在交流濾波器輸出端和SPWM調(diào)制器之間的反饋環(huán)、和PC機(jī)；

所述電流檢測(cè)模塊檢測(cè)電網(wǎng)中的實(shí)際電流數(shù)據(jù)，并把檢測(cè)到的電流數(shù)據(jù)傳輸給主控器；

所述PC機(jī)與主控器電性連接，用于設(shè)定SPWM調(diào)制器的頻率和電流增益數(shù)據(jù)；

所述反饋環(huán)用于檢測(cè)逆變器輸出的電壓和電流信號(hào)，并輸出給SPWM調(diào)制器調(diào)整值。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述反饋環(huán)包括與所述交流濾波器輸出端連接的電壓采樣模塊和電流互感器，第一調(diào)理電路，第二調(diào)理電路，雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，所述電壓采樣模塊與電流互感器并聯(lián)；所述電壓采樣模塊通過(guò)第一調(diào)理電路與所述A/D的第一通道模擬連接，所述電流互感器通過(guò)第二調(diào)理電路與A/D的第二通道模擬連接；

所述電壓采樣模塊利用真有效值芯片將逆變器輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，并通過(guò)第一調(diào)理電路的調(diào)理傳輸給A/D，所述電流互感器通過(guò)采集正弦模擬波中的電流幅值，并通過(guò)第二調(diào)理電路傳輸給A/D；

所述A/D還分別與主控器和SPWM調(diào)制器連接，將接收的逆變器的電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸給主控器，主控器通過(guò)邏輯判斷控制A/D輸出調(diào)制信號(hào)以調(diào)制SPWM調(diào)制器的輸出。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述主控器為T(mén)MS320LF2407。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型提供的一種改進(jìn)型光伏逆變裝置通過(guò)增加包括電壓采集模塊和電流互感器的反饋環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變裝置的輸出電流進(jìn)行反饋控制，提高了交流輸出在大功率輸出時(shí)的穩(wěn)定性，提高了并網(wǎng)電網(wǎng)的質(zhì)量，而且經(jīng)濟(jì)適用。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的光伏并網(wǎng)逆變裝置系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型提供的一種改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置系統(tǒng)原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例，一種改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置，如圖2所示，包括與太陽(yáng)能電池組電性連接的正玄波脈沖寬度調(diào)制器(SPWM調(diào)制器)、與所述SPWM調(diào)制器電性連接的逆變器、控制所述SPWM調(diào)制器的主控器，所述逆變器通過(guò)交流濾波器輸出給電網(wǎng)交流電能，所述太陽(yáng)能電池組通過(guò)直流濾波器與SPWM調(diào)制器連接，消除直流中的雜波干擾，為了使得本實(shí)用新型改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置工作在負(fù)載功率在10KW以上時(shí)交流輸出波形穩(wěn)定，方便并網(wǎng)，在輸出電網(wǎng)和主控器之間設(shè)置反饋環(huán)，所述反饋環(huán)用于檢測(cè)逆變器輸出的電壓和電流信號(hào)，并輸出給SPWM調(diào)制器調(diào)整值，同時(shí)所述改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置還包括與主控器電性連接的PC機(jī)，用于設(shè)定SPWM調(diào)制器的頻率和電流增益數(shù)據(jù)。

反饋環(huán)包括與所述交流濾波器輸出端連接的電壓采樣模塊和電流互感器，第一調(diào)理電路，第二調(diào)理電路，雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，所述電壓采樣模塊與電流互感器并聯(lián)；所述電壓采樣模塊通過(guò)第一調(diào)理電路與所述A/D的第一通道模擬連接，所述電流互感器通過(guò)第二調(diào)理電路與A/D的第二通道模擬連接；所述電壓采樣模塊利用真有效值芯片將逆變器輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，并通過(guò)第一調(diào)理電路的調(diào)理傳輸給A/D，所述電流互感器通過(guò)采集正弦模擬波中的電流幅值，并通過(guò)第二調(diào)理電路傳輸給A/D；所述A/D還分別與主控器和SPWM調(diào)制器連接，將接收的逆變器的電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸給主控器，主控器通過(guò)邏輯判斷控制A/D輸出調(diào)制信號(hào)以調(diào)制SPWM調(diào)制器的輸出。SPWM調(diào)制器輸出SPWM波，控制逆變器電流幅值的輸出，逆變器電壓電流信號(hào)通過(guò)電壓采樣模塊和電流互感器得到逆變器實(shí)際輸出電壓和電流信號(hào)，A/D再將小信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)控制SPWM調(diào)制器輸出符合要求的SPWM波，從而形成正反饋

采用上述結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置的實(shí)現(xiàn)原理為：首先通過(guò)PC機(jī)把設(shè)定的SPWM調(diào)制器的工作頻率和電流增益數(shù)據(jù)通過(guò)主控器分別送到A/D，完成頻率信號(hào)和電流信號(hào)的初始控制，在運(yùn)行過(guò)程中，主控器把電網(wǎng)中的實(shí)際的電壓電流數(shù)據(jù)和給定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，然后調(diào)節(jié)A/D進(jìn)行增益控制，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)矯正的過(guò)程。

在反饋環(huán)節(jié)，電網(wǎng)電壓可看作是穩(wěn)定的電壓源，故并網(wǎng)時(shí)要求逆變器輸出采用電流型控制方式。因通過(guò)電感的電流不能突變，可采用電流反饋閉環(huán)控制的方法調(diào)節(jié)電流。將所要求的并網(wǎng)電流正弦波給定值與實(shí)際并網(wǎng)電流比較后得到的誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)主控器處理后，產(chǎn)生相應(yīng)的SPWM信號(hào)控制功率器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，最終實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流的是與電網(wǎng)同頻同相的正弦波。

本實(shí)用新型種改進(jìn)型光伏并網(wǎng)逆變裝置為了實(shí)現(xiàn)精確控制和靈敏的反應(yīng)速度采用TMS320LF2407作為主控器。

由以上的具體實(shí)施方式可以看出，本實(shí)用新型提供的一種改進(jìn)型光伏逆變裝置通過(guò)對(duì)逆變裝置的輸出電流進(jìn)行反饋控制，提高了逆變器交流輸出在大功率輸出時(shí)的穩(wěn)定性，提高了并網(wǎng)電網(wǎng)的質(zhì)量，而且經(jīng)濟(jì)適用。