本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變控制裝置。

背景技術(shù)：

微網(wǎng)本身一方面就是分布式電源是經(jīng)基于電力電子技術(shù)的逆變器接入配網(wǎng)的。太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)生的是直流電，要經(jīng)過(guò)逆變環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為交流，即分布式電源要通過(guò)電力電子接口器件與微網(wǎng)相連，大量電力電子器件的應(yīng)用相當(dāng)于微網(wǎng)中的非線(xiàn)性負(fù)荷，給微網(wǎng)中引入諧波電流。另一方面，微網(wǎng)中接入的各類(lèi)非線(xiàn)性負(fù)載也會(huì)向微網(wǎng)中注入大量諧波，且負(fù)載與微網(wǎng)之間存在較大的無(wú)功功率交換?？傊?，微網(wǎng)中的諧波主要是由非線(xiàn)性負(fù)荷和電力電子器件以及開(kāi)關(guān)電源等的使用引起的。微網(wǎng)中存在的諧波會(huì)造成其他電氣設(shè)備不能正常運(yùn)行，使繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，降低微網(wǎng)的安全可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變控制裝置，本實(shí)用新型有效解決了傳統(tǒng)微網(wǎng)中存在的諧波會(huì)造成其他電氣設(shè)備不能正常運(yùn)行，使繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，從而降低微網(wǎng)的安全可靠性的問(wèn)題。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變控制裝置，其特征在于：所述控制裝置包括控制終端、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)，控制終端和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)采用CC2530芯片，通過(guò)ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)包括光伏逆變器主機(jī)，終端節(jié)點(diǎn)包括光伏逆變器從機(jī)；所述光伏逆變器主機(jī)、光伏逆變器從機(jī)均主要由光伏電池陣列，蓄電池充電模塊、逆變功率模塊、濾波電感及信號(hào)采樣、調(diào)理/AD轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和電源模塊組成。

本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述蓄電池充電模塊主要由BOOST升壓斬波器、IGBT開(kāi)關(guān)模塊以及芯片型號(hào)為EXB841的驅(qū)動(dòng)電路組成。

本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述逆變功率模塊采用型號(hào)為PS22A78的智能功率模塊。

本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述信號(hào)采樣、調(diào)理/AD轉(zhuǎn)換模塊包括由隔離霍爾元件構(gòu)成的信號(hào)采樣電路、由芯片型號(hào)為OP270構(gòu)成的信號(hào)調(diào)理電路以及由芯片型號(hào)為AD7606-6構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。

本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述控制模塊采用芯片型號(hào)為T(mén)MS320LF28335的TI控制器，控制模塊與逆變功率模塊之間采用高速光耦器件6N137實(shí)現(xiàn)隔離。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：

一、本實(shí)用新型構(gòu)建一個(gè)基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變器群，實(shí)現(xiàn)光伏電池的并網(wǎng)發(fā)電的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)微網(wǎng)中諧波及無(wú)功功率的治理和補(bǔ)償，從而提高微網(wǎng)電能質(zhì)量，不需要專(zhuān)門(mén)的諧波及無(wú)功補(bǔ)償裝置，成本低；

二、 本實(shí)用新型不僅能將太陽(yáng)能光伏發(fā)出的電能送進(jìn)微網(wǎng)，而且還能補(bǔ)償本地負(fù)載所產(chǎn)生的無(wú)功和諧波，減小向微網(wǎng)中的諧波電流，提高微網(wǎng)電能質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本實(shí)用新型光伏逆變器硬件結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型電源模塊結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3所示主要包括控制終端、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)即光伏逆變器主機(jī)以及多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)即光伏逆變器從機(jī)構(gòu)成。其中控制終端和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)采用CC2530芯片，通過(guò)ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸?？刂平K端實(shí)現(xiàn)各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)逆變器運(yùn)行參數(shù)的采集、顯示和統(tǒng)籌控制；所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)組建無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)檢測(cè)微網(wǎng)中非線(xiàn)性負(fù)載的無(wú)功及諧波電流分量，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)向各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)分配各自的無(wú)功及諧波電流補(bǔ)償量；協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)及終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)各自光伏電池組發(fā)電情況，確定各自并網(wǎng)發(fā)電的基波電流幅值及向電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功及諧波電流的大小，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電及無(wú)功功率補(bǔ)償和電能質(zhì)量治理。

所述協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)只是在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中的功能劃分不同，其硬件完全一樣，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。主要由光伏電池陣列、蓄電池充電模塊、逆變功率模塊、濾波電感及信號(hào)采樣、調(diào)理/AD轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊和電源模塊構(gòu)成。其中，蓄電池充電模塊采用BOOST升壓斬波器，開(kāi)關(guān)器件選用1200V耐壓的IGBT， 其驅(qū)動(dòng)電路采用專(zhuān)用集成驅(qū)動(dòng)芯片EXB841；逆變功率模塊為三菱公司的智能功率模塊PS22A78，其耐壓位1200V，電流35A，該模塊內(nèi)部集成浮驅(qū)、欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)模塊，PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路只需一路15V電源即可；濾波電感用于濾除并網(wǎng)時(shí)逆變器產(chǎn)生的高頻諧波；電壓、電流信號(hào)采樣電路采用隔離霍爾元件，線(xiàn)性度、精度都很高，并可實(shí)現(xiàn)功率電路和控制電路的隔離；信號(hào)調(diào)理電路采用高精度、低噪聲集成運(yùn)放OP270，AD轉(zhuǎn)換模塊選用AD7606-6，它是16位6通道同步采樣的ADC，轉(zhuǎn)換速率高達(dá)250ksps，通過(guò)并口與控制器數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連，數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)快；控制模塊采用TI公司的TMS320LF28335，它的運(yùn)行速度高達(dá)150M條指令每秒，內(nèi)部具有浮點(diǎn)運(yùn)算內(nèi)核，具有獨(dú)到16路的PWM輸出模塊。所述控制模塊TMS320LF28335與智能功率模塊PS22A78之間采用高速光耦器件6N137實(shí)現(xiàn)隔離；所述無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)控制模塊CC2530內(nèi)部集成ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過(guò)信號(hào)收發(fā)及功率放大模塊實(shí)現(xiàn)與無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸和信息交換；所述控制模塊TMS320LF28335與無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)控制模塊CC2530之間通過(guò)通用串行總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)無(wú)功及諧波電流補(bǔ)償量數(shù)據(jù)的接受及本機(jī)運(yùn)行參數(shù)的上傳；所述電源模塊采用±15V開(kāi)關(guān)電源，主要有三部分電源輸出：一是輸入的15V電源經(jīng)隔離電源模塊A1515S-2WR2輸出+15V1和-15V1電源給模擬電路供電，其中+15V1經(jīng)LM7805后得到5V1給模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7606-6提供模擬電源；二是輸入的15V電源經(jīng)LM2596-5V電源芯片變換為5V，再經(jīng)電源芯片AMS117-3.3和AMS117-1.8轉(zhuǎn)換為3.3V和1.8V電源給控制模塊TMS320LF28335和CC2530等數(shù)字電路供電；三是輸入的15V電源經(jīng)隔離電源模塊B1515S-1WR2輸出15V2給智能功率模塊（IPM)供電，綜上，實(shí)現(xiàn)了模擬電源、數(shù)字電源、驅(qū)動(dòng)電路電源的相互隔離，保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，其中模擬地和數(shù)字地在AD7606-6處單點(diǎn)接地。

本實(shí)用新型方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出本技術(shù)方案當(dāng)中不涉及軟件的創(chuàng)新，技術(shù)方案中的硬件部分采用常規(guī)的軟件即可實(shí)現(xiàn)，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。