專利名稱：交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏逆變技術(shù)，尤其是ー種光伏逆變器。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)生產(chǎn)的日益發(fā)展，人類對(duì)能源的需求不斷增長，傳統(tǒng)的化石能源已經(jīng)不足以滿足需要。近年來光伏技術(shù)得到了長足的發(fā)展，太陽能產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合也擴(kuò)大到了生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。但太陽能電池的價(jià)格偏高，其利用率也相對(duì)偏低，要進(jìn)行大規(guī)模的推廣還存在一定的困難。由于光伏電池的輸出直流電壓很容易受光照強(qiáng)度的變化而變化，市場(chǎng)上現(xiàn)有的逆變器多為穩(wěn)定的直流輸入，對(duì)變化的光伏電池輸出直流電壓適應(yīng)性差，將普通的逆變器用于光伏發(fā)電系統(tǒng)中，不能適應(yīng)光伏特性，太陽能的利用率難以得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有逆變器的電壓適應(yīng)性差、穩(wěn)定性較差、太陽能利用率不高的不足，本發(fā)明提供一種電壓適應(yīng)性良好、穩(wěn)定性好、太陽能利用率高的交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是ー種交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置，包括光伏逆變器，所述光伏逆變器由DC/DC變換電路、DC/AC逆變電路和LC濾波電路組成，所述DC/DC變換電路采用兩個(gè)輸入和輸出并聯(lián)的單端反激電路，所述DC/AC逆變電路為由四個(gè)開關(guān)管組成的DC/AC全橋逆變電路，所述DC/DC變換電路同時(shí)與濾波電容、DC/AC逆變電路并聯(lián)，所述DC/AC逆變電路與LC濾波電路連接；所述交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置還包括控制器和驅(qū)動(dòng)模塊，所述控制器包括直流輸入信號(hào)反饋端、輸出電壓信號(hào)反饋端和控制信號(hào)端，所述控制信號(hào)端與驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與光伏逆變器連接；所述控制器中，將輸出電壓信號(hào)按設(shè)定大小等分，每一等份電壓與輸入的比值確定ー個(gè)對(duì)應(yīng)的占空比；先對(duì)占空比進(jìn)行初始化，當(dāng)直流輸入信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，計(jì)算變化后的占空比，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；當(dāng)輸出電壓信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，通過PI調(diào)節(jié)，改變占空比，保證穩(wěn)定的交流輸出。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在對(duì)逆變器的改進(jìn)，使其能夠根據(jù)直流輸入信號(hào)和輸出反饋信號(hào)自動(dòng)改變反激電路的控制參數(shù)，從而適應(yīng)不同光照強(qiáng)度和不同負(fù)載或干擾下的不同要求，能夠在ー些不穩(wěn)定光照?qǐng)龊夏芊€(wěn)定運(yùn)行，保證光伏逆變器的穩(wěn)定輸出。同吋，采用的交錯(cuò)并聯(lián)反激電路能有效提高光伏逆變器的利用率。其成果可應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)等同類設(shè)備，做為光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成微網(wǎng)的核心器件。


圖I是交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是光伏逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖3是控制流程圖。圖4是光伏逆變器控制方式圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。參照?qǐng)DI 圖4，ー種交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置，包括光伏逆變器，所述光伏逆變器由DC/DC變換電路、DC/AC逆變電路和LC濾波電路組成，所述DC/DC變換電路采用兩個(gè)輸入和輸出并聯(lián)的單端反激電路，所述DC/AC逆變電路為由四個(gè)開關(guān)管組成的DC/AC全橋逆變電路，所述DC/DC變換電路同時(shí)與濾波電容、DC/AC逆變電路并聯(lián)，所述DC/AC逆變電路與LC濾波電路連接；
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所述交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置還包括控制器和驅(qū)動(dòng)模塊，所述控制器包括直流輸入信號(hào)反饋端、輸出電壓信號(hào)反饋端和控制信號(hào)端，所述控制信號(hào)端與驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與光伏逆變器連接；所述控制器中，將輸出電壓信號(hào)按設(shè)定大小等分，每一等份電壓與輸入的比值確定ー個(gè)對(duì)應(yīng)的占空比；先對(duì)占空比進(jìn)行初始化，當(dāng)直流輸入信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，計(jì)算變化后的占空比，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；當(dāng)輸出電壓信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，通過PI調(diào)節(jié)，改變占空比，保證穩(wěn)定的交流輸出。交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖I所示。整個(gè)系統(tǒng)由電路部分和控制部分構(gòu)成，控制部分采集信號(hào)進(jìn)行處理，通過驅(qū)動(dòng)模塊控制逆變電路輸出穩(wěn)定的交流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)前饋和反饋閉環(huán)控制。光伏逆變器的主電路由DC/DC變換電路、DC/AC逆變電路和LC濾波電路組成，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。前級(jí)DC/DC變換電路采用兩個(gè)輸入和輸出并聯(lián)的單端反激電路，之后接濾波電容，經(jīng)過后級(jí)由四個(gè)開關(guān)管組成的DC/AC全橋逆變電路，最后加上LC濾波電路。光伏逆變器的逆變過程主要由前級(jí)DC/DC變換和后級(jí)DC/AC逆變兩部分構(gòu)成，具體過程為I)控制器根據(jù)輸入信號(hào)確定占空比；2)輸出SPWM波控制前級(jí)DC/DC驅(qū)動(dòng)模塊，控制交錯(cuò)并聯(lián)反激電路生成正弦半波直流電壓；3)計(jì)算正弦半波零點(diǎn)時(shí)間位置；4)輸出PWM波控制后級(jí)DC/AC驅(qū)動(dòng)模塊，控制逆變橋?qū)?，將正弦半波直流電壓逆變成正弦波交流電壓。控制策略主要?shí)現(xiàn)(I)直流輸入信號(hào)變化時(shí)，對(duì)輸出信號(hào)及時(shí)矯正，有效地適應(yīng)一定范圍內(nèi)的直流信號(hào)；(2)負(fù)載變化或輸出信號(hào)受到干擾時(shí)，通過反饋閉環(huán)控制，快速消除偏差。其中，閉環(huán)控制算法主要采用PI算法。控制流程圖如圖3所示。根據(jù)反激電路原理，將輸出電壓信號(hào)按一定大小等分，每一等份電壓與輸入的比值可以確定ー個(gè)對(duì)應(yīng)的占空比。首先對(duì)占空比進(jìn)行初始化，當(dāng)直流輸入信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，計(jì)算變化后的占空比，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；當(dāng)輸出反饋信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，通過PI調(diào)節(jié)，改變占空比，快速消除偏差，保證穩(wěn)定的交流輸出。
采用TI公司的DSP做為光伏逆變器的控制芯片，高效DSP芯片擁有的信號(hào)采集和處理能力都滿足設(shè)計(jì)要求，保證了輸出電壓的精度。系統(tǒng)工作時(shí)，光伏電池接收太陽能輸出直流電壓到交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器，DSP檢測(cè)輸入直流電壓，根據(jù)輸入直流電壓，確定ー組占空比數(shù)據(jù)，然后輸出SPWM波控制交錯(cuò)并聯(lián)反激驅(qū)動(dòng)模塊控制兩個(gè)反激電路輸出穩(wěn)定的正弦半波直流電壓，經(jīng)過電容濾波后加到全橋逆變電路上，DSP通過計(jì)算正弦半波的過零 時(shí)刻點(diǎn)，輸出頻率為50Hz，占空比為O. 5的PWM波，控制全橋驅(qū)動(dòng)模塊，得到220V/50HZ的正弦交流電壓，最后通過濾波減小交流輸出諧波。DSP實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出交流電，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，在負(fù)載突變或外界干擾時(shí)，更新部分占空比，使輸出能快速穩(wěn)定。整個(gè)過程光伏逆變器的具體控制方式如圖4所示。
權(quán)利要求
1.一種交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置，包括光伏逆變器，其特征在于所述光伏逆變器由DC/DC變換電路、DC/AC逆變電路和LC濾波電路組成，所述DC/DC變換電路同時(shí)與濾波電容、DC/AC逆變電路并聯(lián)，，所述DC/AC逆變電路與LC濾波電路連接； 所述交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置還包括控制器和驅(qū)動(dòng)模塊，所述控制器包括直流輸入信號(hào)反饋端、輸出電壓信號(hào)反饋端和控制信號(hào)端，所述控制信號(hào)端與驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與光伏逆變器連接； 所述控制器中，將輸出電壓信號(hào)按設(shè)定大小等分，每一等份電壓與輸入的比值確定一個(gè)對(duì)應(yīng)的占空比；先對(duì)占空比進(jìn)行初始化，當(dāng)直流輸入信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，計(jì)算變化后的占空t匕，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；當(dāng)輸出電壓信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，通過PI調(diào)節(jié)，改變占空比，保證穩(wěn)定的交流輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置，其特征在于所述DC/DC變換電路采用兩個(gè)輸入和輸出并聯(lián)的單端反激電路，所述DC/AC逆變電路為由四個(gè)開關(guān)管組成的DC/AC全橋逆變電路。
全文摘要
一種交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置，包括光伏逆變器，所述DC/DC變換電路采用兩個(gè)輸入和輸出并聯(lián)的單端反激電路，所述DC/AC逆變電路為由四個(gè)開關(guān)管組成的DC/AC全橋逆變電路，所述DC/DC變換電路同時(shí)與濾波電容、DC/AC逆變電路并聯(lián)，所述DC/AC逆變電路與LC濾波電路連接；所述交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置還包括控制器和驅(qū)動(dòng)模塊，所述控制器包括直流輸入信號(hào)反饋端、輸出電壓信號(hào)反饋端和控制信號(hào)端，所述控制信號(hào)端與驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與光伏逆變器連接。本發(fā)明提供一種電壓適應(yīng)性良好、穩(wěn)定性好、太陽能利用率高的交錯(cuò)并聯(lián)反激光伏逆變裝置。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK102857132SQ20121032965
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者陳國定, 黃學(xué)宇, 薛東, 饒寧 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)