一种延长发电时间的光伏并网逆变器制造技术

本实用新型专利技术的一种延长发电时间的光伏并网逆变器，在逆变装置中设置Boost升压电路，将PV光伏电池板电压升高，使得逆变电路能够获得较长时间的正常工作电压，使得光伏并网发电装置在早晨能够较早开启，在傍晚能够较晚关闭，以此来延长全天发电时间并采用MTTP模块，实现最大功率点跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能光伏并网发电逆变器装置，尤其是能够延长光伏发电时间的逆变装置。
技术介绍
随着社会发展对新能源的迫切需求和光伏发电技术的日益成熟，光伏发电已经进入大面积推广阶段。目前，通常的太阳能光伏逆变装置多是单级逆变装置，其逆变器只有一级逆变装置，直接对光伏电池板输出的直流电进行逆变，进而并网发电。这种单极逆变器的显著缺点在于，光伏电池板输出的直流电压需要大于逆变器最小输入电压时，逆变装置才能正常工作。早晨阳光较弱时，光伏电池板输出电压较低达不到逆变器最小输入电压，此时逆变装置无法工作；傍晚阳光减弱时，逆变装置将较早的无法工作。这样的逆变器开始时间较晚，关闭时间较早，由此可见这种单极结构逆变器已经较为明显的影响了光伏逆变器的并网发电时间。除此以外，单级逆变装置的单一电路需要实现最大功率点跟踪MPPT、光伏组件电压匹配等内容，使得设计上较为复杂，且控制难度较大；环境变化剧烈时，还会出现系统震荡，波形精度变差等问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有的光伏逆变器有效发电时间较短，早晨启动较晚，傍晚关闭较早的不足，本技术提出一种能够显著延长发电时间的两级装置，本装置能够在早晨光线较弱时即开始工作，推迟傍晚关闭时间，显著延长发电时间。技术方案：本技术的一种延长发电时间的光伏并网逆变器，包括与PV太阳能电池板连接的第一直流滤波电路；与第一直流滤波电路滤波连接，接收第一直流滤波电路输出电压和电流信号的后级电容阵列；与后级电容阵列连接的Boost电路；与Boost电路连接，接收所述Boost电路输出电压信号的第二直流滤波电路；与第二直流滤波电路连接的逆变电路；与逆变电路连接的电感电容交流滤波电路；所述电感电容交流滤波电路的输出与交流电网连接；采集第一直流滤波电路输出的电压信号和电流信号以及所述Boost升压电路输出的电压信号并送入控制器，所述控制器输出PWM信号到所述Boost电路的开关管；采集所述逆变器电路输出的交流电压信号和电流信号，并通过过零比较电路采集电网电压的相位信息，并送入控制器，所述控制器输出SPWM信号到所述逆变电路的开关管，控制逆变后输出的电压和电网电压同频率。进一步，Boost电路开关管与控制器中MPPT最大功率点跟踪模块连接。有益效果：本设计采用双级设计，并且本两级装置将MPPT最大功率点跟踪和逆变并网两部分分开设置，前级保证光伏电池运行在MPPT最大功率点，保证输入直流电压稳定精确；后级逆变电路由SPWM驱动，将稳定的直流电压逆变成为高质量的交流电。前后两级分开设置使得电路控制简单，电流跟踪良好，功率因数接近1；SPWM使得经过交流滤波器滤波后的交流波形平滑，谐波含量少。附图说明图1是本设计结构框图；图2是光耦隔离驱动电路。具体实施方式在图1所示的结构框图中，左边PV为太阳能电池板输入，经过第一直流滤波电路1滤波后变为稳定的直流电，后级电容阵列2使其作为Boost电路的电压输入，Boost电路将PV太阳能电池板输入电压抬升至符合后级全桥逆变电路的输入电压，将经过第一直流滤波电路滤波后的电压和电流信号以及经Boost升压电路后的信号送入控制器；Boost电路的输出电压经过第二直流滤波电路3后，送入全桥逆变电路4，全桥逆变电路4将升压后的直流电逆变成为工频交流电，经过电感电容交流滤波电路5滤波后接入负载并入电网。将经过第一直流滤波电路滤波后的直流电取出作为各模块芯片的直流电源；将经过第一直流滤波电路滤波的电压电流经采样送入控制器，并将Boost升压电路输出的电压信号采样送入控制器，以控制Boost电路中IGBT的占空比，使得PV工作在最大功率点处。MPPT模块对Boost电路开关管PWM控制，将升压后的电压送入全桥逆变电路，由上述控制器对全桥逆变电路进行SPWM控制，使其逆变电压达到并网条件。本实施例中，DSP选用TI公司的TMS320F28335，逆变电路4采用全桥逆变电路。首先通过过零比较电路采集电网电压的相位信息后输出到控制器，并采集全桥逆变电路变后的交流电流与交流电压信号后输出到控制器，控制器通过运算输出SPWM信号到逆变电路4的开关管，控制全桥逆变电路，使得逆变后的输出电压和电网电压的同频率，保证逆变电路的逆变质量。如图2所示的控制器和驱动电路6之间作用的隔离芯片的接线原理图。采用的光耦隔离芯片型号为HCPL4504，这是一款高速光耦，能够适应IGBT驱动信号20K频率。HCPL4504光耦的7脚、8脚需要短接使用，8脚接至5.0V直流电源，6脚为信号输出端，接IGBT门级，控制IGBT通断，并由10K欧姆电阻上拉至电源正极，5脚为接地端，2脚为DSP端Vdd，3脚接DSP输出信号。在光伏并网发电过程中，早晨光照较弱时，光伏电池板电压较低，输入Boost升压电路进行升压，由控制器控制PWM占空比，使其输出电压达到全桥逆变器最小工作电压，并计算此时光伏电池板的最大功率点电压，进行最大功率点跟随，全桥逆变电路可以正常工作，即并网发电系统可以较早的开始工作。傍晚光照较弱时，Boost升压电路也能够进行升压，将光伏电池板电压抬升到全桥逆变电路最小工作电压，保证正常工作，即并网发电系统可以较晚的关闭。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种延长发电时间的光伏并网逆变器，其特征在于，包括：与PV太阳能电池板连接的第一直流滤波电路(1)；与第一直流滤波电路滤波连接，接收第一直流滤波电路输出电压和电流信号的后级电容阵列(2)；与后级电容阵列(2)连接的Boost电路；与Boost电路连接，接收所述Boost电路输出电压信号的第二直流滤波电路(3)；与第二直流滤波电路(3)连接的逆变电路(4)；与逆变电路(4)连接的电感电容交流滤波电路(5)；所述电感电容交流滤波电路(5)的输出与交流电网连接；采集第一直流滤波电路(1)输出的电压信号和电流信号以及所述Boost升压电路输出的电压信号并送入控制器，所述控制器输出PWM信号到所述Boost电路的开关管；采集所述逆变器电路(4)输出的交流电压信号和电流信号，并通过过零比较电路采集电网电压的相位信息，并送入控制器，所述控制器输出SPWM信号到所述逆变电路(4)的开关管，控制逆变后输出的电压和电网电压同频率。

【技术特征摘要】
1.一种延长发电时间的光伏并网逆变器，其特征在于，包括：与PV太阳能电池板连接的第一直流滤波电路(1)；与第一直流滤波电路滤波连接，接收第一直流滤波电路输出电压和电流信号的后级电容阵列(2)；与后级电容阵列(2)连接的Boost电路；与Boost电路连接，接收所述Boost电路输出电压信号的第二直流滤波电路(3)；与第二直流滤波电路(3)连接的逆变电路(4)；与逆变电路(4)连接的电感电容交流滤波电路(5)；所述电感电容交流滤波电路(5)的输出与交流电网连接；采集第一直流滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾传圣，马力，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32