本實用新型涉及單相并網(wǎng)逆變器，特別涉及一種主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器。

背景技術(shù)：

目前，人類的能源消費主要以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主，化石能源在燃燒過程中會排放溫室氣體和污染物，化石能源的過度開采和大量使用造成全球氣候變化、環(huán)境污染，直接威脅人類的生存環(huán)境；當(dāng)前已探明的化石能源儲量有限，隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展，人類對能源需求不斷增加，化石能源最終必然枯竭，人類將面臨能源危機的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因此發(fā)展可再生能源、實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展是人類解決能源危機的重要方式，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。目前風(fēng)能和太陽能等可再生能源在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，世界各國出臺相關(guān)的政策法規(guī)鼓勵發(fā)展可再生能源，1997年，美國宣布“百萬屋頂計劃”，即在1997年至2010年期間，在百萬個屋頂上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，并于2000年開始執(zhí)行新的5年國家光伏計劃以保持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)世界領(lǐng)導(dǎo)地位的戰(zhàn)略目標(biāo)。德國于2000年頒布《可再生能源法》鼓勵發(fā)展可再生能源，大幅度提高可再生能源在總能源中的比重。2005年，為促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用，增加能源供應(yīng)，改善能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議通過并制定了《中華人民共和國可再生能源法》，鼓勵可再生能源的開發(fā)和利用，建立和發(fā)展我國的可再生能源市場，此后又于2007年和2008年分別頒布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》和《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》，進(jìn)一步扶持國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，健全國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)市場。

新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過并網(wǎng)逆變器與公共電力系統(tǒng)相連接，直接向電網(wǎng)供電，是電力系統(tǒng)的組成部分，與離網(wǎng)系統(tǒng)相比，并網(wǎng)系統(tǒng)省去了大容量蓄電池，對新能源發(fā)電采用最大功率跟蹤技術(shù)以提高效率，初期建設(shè)成本較低，因此，并網(wǎng)運行是今后新能源發(fā)電主要運行方式。

并網(wǎng)逆變器作為新能源并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備之一，其運行性能直接影響電力系統(tǒng)的輸電質(zhì)量。并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)的比例不斷增加，并網(wǎng)系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的相互影響不容忽視，尤其是對于廣大邊遠(yuǎn)農(nóng)村較為脆弱的電力系統(tǒng)，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的出力使得電網(wǎng)的規(guī)劃方式發(fā)生變化，影響電網(wǎng)的電源規(guī)劃和饋線潮流，從而影響?zhàn)伨€電壓及饋線上的電壓調(diào)節(jié)設(shè)備的正常工作，直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

綜上所述，目前新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所采用的并網(wǎng)逆變器，不具備并網(wǎng)點負(fù)載功率監(jiān)測的功能，無法實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功率與并網(wǎng)點負(fù)載功率協(xié)調(diào)控制，尤其并網(wǎng)點是電力系統(tǒng)較為脆弱的地區(qū)，抑制并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)向電力系統(tǒng)并網(wǎng)點注入有功功率，最大限度的降低并網(wǎng)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。因此如何協(xié)調(diào)控制各個并網(wǎng)點的新能源發(fā)電功率與負(fù)載功率成為目前并網(wǎng)逆變器亟待解決的重要課題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器，具有根據(jù)并網(wǎng)點負(fù)載功率自動調(diào)節(jié)直流側(cè)輸入功率、主動限制并網(wǎng)電流的功能，實現(xiàn)并網(wǎng)點有功功率非正注入。

本實用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器，包括負(fù)載和電網(wǎng)，還包括

直流升壓電路，連接一直流電源，用于最大功率跟蹤；

逆變電路，連接直流升壓電路和電網(wǎng)之間，用于輸出正弦波電流；

并網(wǎng)接線盒，連接逆變電路、負(fù)載以及電網(wǎng)，用于將逆變電路所輸出的電流輸出至電網(wǎng)或負(fù)載；

負(fù)載電流檢測傳感器，設(shè)置在負(fù)載與并網(wǎng)接線盒之間，用于采集負(fù)載所用的電壓或電流；

控制模塊，分別連接直流升壓電路、逆變電路以及負(fù)載電流檢測傳感器，所述控制模塊包括最大功率跟蹤模式和防逆流模式，當(dāng)所述控制模塊處于防逆流模式時，所述控制模塊依據(jù)負(fù)載電流檢測傳感器采集到的電流和電網(wǎng)電壓計算出負(fù)載的有功功率，并依據(jù)有功功率計算出逆變電路輸入至并網(wǎng)接線盒的功率上限，并控制逆變電路輸出電流；當(dāng)所述控制模塊處于最大功率跟蹤模式時，所述控制模塊控制所述逆變電路輸出逆變電路所能輸出的最大功率。

進(jìn)一步的，所述控制模塊連接一用于切換控制模塊工作模式的切換裝置。

進(jìn)一步的，在防逆流模式下，所述控制模塊依據(jù)負(fù)載的有功功率控制所述直流升壓電路所輸出的功率小于或等于負(fù)載的有功功率。

進(jìn)一步的，所述直流電源包括光伏電池、蓄電池以及風(fēng)力發(fā)電機的一個或多個。

進(jìn)一步的，所述直流電源與所述直流升壓電路之間串接一EMC濾波器。

進(jìn)一步的，所述逆變電路連接繼電器組，所述繼電器組連接控制模塊，并受控于控制模塊啟/閉。

進(jìn)一步的，所述控制模塊連接一液晶顯示屏。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

1.可根據(jù)并網(wǎng)點負(fù)載功率自動調(diào)節(jié)直流側(cè)輸入功率、主動限制并網(wǎng)電流的功能，實現(xiàn)并網(wǎng)點有功功率非正注入；

2.逆變器運行于防逆流模式時，大大降低了逆變器對電網(wǎng)和其他電氣設(shè)備的影響，有利于維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

3.可運行于兩種模式，用戶可靈活切換，以適應(yīng)各種性質(zhì)的電網(wǎng)條件，尤其對于邊遠(yuǎn)地區(qū)較為脆弱的電網(wǎng)，提供了一種解決方案。

附圖說明

圖1是主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)框圖；

圖2是主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器內(nèi)部主要電路的電路圖及交直流端子接線圖。

1、直流電源；2、濾波器；3、直流升壓電路；4、逆變電路；5、交流電抗器；6、繼電器組；8、負(fù)載；9、負(fù)載電流檢測傳感器；10、并網(wǎng)點接線盒；11、控制模塊；12、液晶顯示面板；13、交流電網(wǎng)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參照圖1和圖2所示，主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器包括直流電源1、濾波器2、直流升壓電路3、逆變電路4、交流電抗器5、繼電器組6、用電負(fù)載8、并網(wǎng)接線盒10、控制模塊11以及顯示屏12，其中，直流電源1包括光伏電池、蓄電池以及風(fēng)力發(fā)電機的一個或多個，直流電源1通過逆變器4的直流側(cè)EMC濾波器2與直流升壓電路3相連，向逆變器提供直流輸入功率。直流升壓電路3將直流電源1的電壓進(jìn)行變換后輸送至電壓型逆變器4的直流側(cè)，電壓型逆變器4從直流側(cè)吸收功率，通過交流電抗器5、繼電器組6以及EMC濾波器7向并網(wǎng)點輸出與交流電網(wǎng)13電壓同相位的正弦交流電流。逆變器交流側(cè)EMC濾波器7和負(fù)載8以并聯(lián)的接線方式接至并網(wǎng)點接線盒10?？刂颇K11通過負(fù)載電流檢測傳感器9實時采集負(fù)載8的電流，并據(jù)此實時計算負(fù)載8的有功功率，控制模塊11還分別于直流升壓電路3、電壓型逆變器電路4、繼電器組6以及液晶顯示面板相連并對其進(jìn)行控制。

逆變器運行于防逆流模式時，控制模塊11根據(jù)負(fù)載電流檢測傳感器9采集的負(fù)載8的電流和電網(wǎng)電壓實時計算負(fù)載8的有功功率，然后由負(fù)載8的有功功率除以電網(wǎng)電壓計算出逆變器此時應(yīng)向電網(wǎng)并網(wǎng)點接線盒10處注入的有功電流上限，并以此作為電流上限對電壓型逆變器4的絕緣柵型雙極性晶體管（IGBT）的占空比進(jìn)行實時調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)對逆變器的限流控制。為確保逆變器直流輸入功率與交流輸出功率的平衡，控制模塊11以負(fù)載8的有功功率為上限對直流升壓電路3的IGBT升壓占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)以控制直流輸入功率，使得直流功率小于等于負(fù)載8的有功功率，實現(xiàn)逆變器輸出的有功率和負(fù)載8的有功功率代數(shù)和小于等于零，實現(xiàn)了并網(wǎng)點接線盒10處向電網(wǎng)有功功率的非正注入。逆變器運行于最大功率跟蹤模式時，逆變器控制模塊11忽略負(fù)載電流檢測傳感器9檢測負(fù)載8的電流，以最大功率跟蹤對直流升壓電路3進(jìn)行控制，逆變器以自身容量為上限和直流電源1可能輸出的最大功率運行。用戶可通過液晶顯示面板12按鍵切換逆變器的運行模式，開啟或關(guān)閉逆變器防逆流功能。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。