一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源制造技术

本发明专利技术公开了一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源，采用两组并联的三相全桥可控整流电路，输入电压范围较宽，适应性较强，能输出大功率直流电，而输出的直流电压等级可以根据试验需求进行调节，输出功率能满足国内逆变器的容量需求；其输出的直流电压波形平滑稳定，对地共模电压小。直流电压响应时间快，电压上升率为80V/s，对设备冲击小；电压超调量为0V，保证被测设备的安全可靠。直流输出采用两路直流800A断路器并联输出，直流裕量大，被测逆变器1.1倍过载时不会出现跳闸现象。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源
本专利技术涉及一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源。
技术介绍
由于雾霾天气、环境污染事件频繁出现，国家大力扶持可再生清洁能源产业发展，风电行业呈恢复性增长:2014年至2020年，每年将新增2000万千瓦(20GW)装机容量。光伏行业形势利好:2014年全国能源工作会上，国家能源局已制定2014年国内光伏新增装机14GW的计划，随着光伏电站的推广，必将促使光伏逆变器市场的进一步扩大，而光伏逆变器市场的扩大，光伏并网逆变器的年生产量在逐年增加，而目前大多数的逆变器测量还处于现场搭建的临时环境，为更好、更快的满足光伏逆变器的测试需求，需要研制专用于光伏并网逆变器测试的测试系统及其所需的测试电源。 中国专利申请号为201320448910.7及201320300928.2公开了一种大功率直流变流器，主要为直流风机提供服务，其输出功率相对较小，不能有效的搭建光伏变流器的功率测试平台，无法满足试验需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源，以满足现有光伏并网逆变器的测试需求。 为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是:一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源，包括用于与三相电网连接的整流电路，所述整流电路由两组并联的三相全桥可控整流电路构成，整流电路的输出端具有两个并联的用于与待测逆变器直流输入端连接的直流输出接口。 所述整流电路与三相电网之间设有LCL滤波电路。 所述整流电路的直流侧和交流侧分别设有EMI滤波器。 所述整流电路与三相电网之间的电路上设有交流接触器，所述交流接触器上并联有一个软启动电路。 所述整流电路的输出端分别通过两个直流断路器与对应的两个并联输出接口连接。 该直流源还包括控制回路，所述控制回路采用模块化结构，包括采样调理单元、主控单元、开入开出单元、通讯单元、电源模块单元，每个单元模块相对独立，模块间通讯为光纤通讯。 该直流源还包括检测回路，该检测回路采用霍尔元件将一次回路信号转变为二次回路信号。 本专利技术光伏并网逆变器测试用大功率直流源的核心为两组并联的三相全桥可控整流电路，输入电压范围较宽，适应性较强，能输出大功率直流电，而输出的直流电压等级可以根据试验需求进行调节，范围为450V-850V，电压调节步长为IV。最大有功功率可以达到630kW，具有1.1倍过载能力。目前国内光伏并网逆变器的最大功率为630kW，输出功率能满足国内逆变器的容量需求；其输出的直流电压波形平滑稳定，对地共模电压小。直流电压响应时间快，电压上升率为80V/s，对设备冲击小；电压超调量为0V，保证被测设备的安全可靠。 直流输出采用两路直流800A断路器并联输出，直流裕量大，被测逆变器1.1倍过载时不会出现跳闸现象。 【附图说明】 图1是本专利技术直流源的电路拓扑图； 图2是本专利技术直流源的控制逻辑原理图； 图3是直流电压响应曲线图； 图4是启动过程中直流电压曲线变化图； 图5是启动过程中主回路电流图。 【具体实施方式】 下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。 通过对整个光伏并网逆变器额定功率环流试验的常规测试原理进行分析，光伏并网逆变器的额定功率试验及一些型式试验要求光伏并网逆变器的直流源的输入电压等级必须能模拟出现场电池板的正常电压等级，且直流电压可调、能提供纯净的直流电源，防止干扰光伏并网逆变器；光伏并网逆变器在1.1倍过载的情况下直流源也能正常的输出稳定可靠的直流电。因此，本专利技术的大功率直流源就需要在直流电压可以快速调节的情况下，要求其功能完善、移动方便、操作简单、保护完备。 如图1所示为本专利技术光伏并网逆变器测试用大功率直流源装置实施例的电路拓扑图，由图可知，该装置包括用于与三相电网连接的整流电路，整流电路由两组并联的三相全桥可控整流电路构成，整流电路的输出端具有两个并联的用于与待测逆变器直流输入端连接的直流输出接口。 整流电路每个桥臂有3个整流模块构成，共计6个整流模块；每个模块上有IGBT模块、散热器、测温元件、9个金属膜电容组成。每个桥臂可独立运行，每个桥臂模块化设计，方便维护。该装置主要用于光伏并网逆变器的额定功率环流试验、谐波测试、功率因数测试、效率测试等试验。 本专利技术直流源整流电路的输出端分别通过两个直流断路器QF11、QF12与对应的两个并联输出接口连接，直流输出采用两路直流800A断路器并联输出，直流裕量大，被测逆变器1.1倍过载时不会出现跳闸现象。 为减少直流源对被测品的影响，直流源整流电路的直流侧和交流侧分别增加EMI滤波器，即交流侧的ACEMI和直流侧的DCEMI，以减少对被测元件的干扰。 为满足两组整流桥都能独立运行，本专利技术中对直流源每个模块的输入电流均有监测，为增加直流源的使用寿命，当功率低于单组桥臂额定功率的80%时，直流源会根据需求有选择的使用其中一组桥臂进行输出，另一组处于待机模式。当运行桥臂突然发生故障或功率超过单组桥臂的限值时，待机桥臂即投入运行，保证输出的稳定性与可靠性。 本专利技术的大功率直流源装置除了整流电路外，还包括滤波电路、检测回路、控制回路、散热回路、电源回路，装置下部固定在槽钢上，方便叉车的转运。由于该装置为试验设备，主要应用于室内，设计防护等级为IP20。 整流电路与三相电网之间设有由LI?L3及电容组Cl构成的LCL滤波电路，保证了大功率电力电子电路谐波不会污染电网，进而影响相邻设备的正常运行。 检测回路采用霍尔元件将一次回路信号转变为二次回路信号。 控制回路采用模块化结构，包括采样调理单元、主控单元、开入开出单元、通讯单元、电源模块单元，每个单元模块相对独立，模块间通讯为光纤通讯，防止相互干扰。其中，主控单元为数据处理单元，实时与各单元通讯，通过各单元数据交换发出指令，当参数超出参考值时，会触发软件保护功能，从而保证直流源运行稳定。数据处理单元为弱电信号的滤波放大电路，内置有保护电路，能触发直流源的硬件保护功能。 该装置通讯方式多样，能实现本地和远程两端控制。通讯单元采用RS485通讯方式与触摸屏通讯；通讯单元预留2个通道，其中一个通道通讯协议为RS485，接线预留在对外端子排处；另一个通道通讯协议为RS232，RS232通讯协议经网关转化为104协议输出。 该直流源装置采用强制风冷方式散热，保证模块温度保持在最佳工作温度，提高模块的使用寿命与逆变器的转化效率。 该装置控制电源回路采用多路电源无缝切换的方案，保证控制系统的不间断供电，确保设备运行的稳定性。 本专利技术的电流源装置有硬件保护与软件保护两套保护系统，确保装置保护功能完善，有交流过欠压保护、直流过压保护、交流过流保护、直流过流保护、过温保护、过载保护、驱动故障保护、三相电流不平衡保护、直流接地保护、过欠频保护等功能，完善的保护功能保证了装置安全可靠的运行。如图1所示，在交流侧设有交流接地保护电路，该电路上串接有断路器QF5和熔断器FV2 ;在直流侧设有直流保护电路，该电路上串接有电阻R41和接触器 KM1。 本专利技术对直流电压的控制技术采用PID算法，通过触摸屏对装置下发指令电压，直流源控制系统通过SVPWM控制技术输出可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源，其特征在于：包括用于与三相电网连接的整流电路，所述整流电路由两组并联的三相全桥可控整流电路构成，整流电路的输出端具有两个并联的用于与待测逆变器直流输入端连接的直流输出接口。

【技术特征摘要】
1.一种光伏并网逆变器测试用大功率直流源，其特征在于:包括用于与三相电网连接的整流电路，所述整流电路由两组并联的三相全桥可控整流电路构成，整流电路的输出端具有两个并联的用于与待测逆变器直流输入端连接的直流输出接口。2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器测试用大功率直流源，其特征在于:所述整流电路与三相电网之间设有LCL滤波电路。3.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器测试用大功率直流源，其特征在于:所述整流电路的直流侧和交流侧分别设有EMI滤波器。4.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器测试用大功率直流源，其特征在于:所述整流电路与三相电网之间的电路上设有交流接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦照旭，龚晓伟，王景丹，胡亮，常忠廷，张学成，屈路军，白金刚，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41