本实用新型专利技术公开了一种光伏并网微型逆变器，所述逆变器包括输入电路、第一变换器、第二变换器、后级换向电路以及输出电路；输入电路与第一变换器和第二变换器相连，第一变换器和第二变换器并联，经过第一变换器和第二变换器变换后的电流经过后级换向电路后通过输出电路输出。通过本实用新型专利技术可降低成本，提高稳定性，有利于系统的维护，实现光伏微型逆变器的并网均衡控制及安全运行管理。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种逆变器，尤其涉及一种光伏并网微型逆变器。
技术介绍
能源是国家发展的战略性资源。在能源危机和全球气候变暖的压力下，为了实现能源和环境的可持续发展，作为可再生能源的一个重要分支，世界光伏产业在德、美、日等国政府强有力的政策法规激励和行动计划推动下高速成长起来。微型并网逆变器最早由国外学者于上世纪70年代提出；德国ZSW公司于1992年推出第一台50W微型光伏并网逆变器；1994?1996年欧洲的三家公司Mastervolt (荷兰)、AlphaReal (瑞士)、0KE-ServiCS (荷兰)开始研制微型光伏并网逆变器；1997年美国AES公司研制的微型光伏并网逆变器投放市场。目前，全球已经有20多家企业从事微型逆变器的研发与生产。2006年TI率先开发了世界上首款专门用于光伏逆变器的专用芯片一C2000。但由于该芯片采用固化的MPPT算法相对比较陈旧，无法更新替换或增加扩充新的优化算法，故许多逆变器制造商仍然选择DSP+ARM。微型逆变器研发商也不例外。但这样的硬件结构比较适合用于大于2KW容量的逆变器，且容量越大，成本越低。而当逆变器功率微型化(< 300W)后，芯片按W平均化的成本导致微型逆变器的市场销售价高于普通逆变器的 150%。自2009年NS推出微型逆变器专用芯片组SolarMagic以来，全球光伏应用市场微型逆变器得到飞跃性发展，2010年全球微型逆变器的市场增长率高达500%。由于SolarMagic没有能够将适合于数字运算和信号处理的DSP的功能集成于其专用芯片组中，致使其专用芯片组缺乏应用数字信号处理技术的能力。且NS仍然沿用了固化MPPT算法的技术方案，故限制了其算法优化的提升空间。2010年NXP公司推出提供最大功率点跟踪(MPPT)低功耗集成电路芯-MPT612。该芯片可广泛用于太阳能电池充电控制器、分布式MPPT和微型逆变器中，实现98%的高效能量提取。NXP运用其在高性能混合信号技术上的特点，在该芯片上采用其独特的MPPT集成电路和算法，使光伏集成商能进一步提高了光伏资源的利用率。与传统的PWM控制器相比，MPPT控制器能从太阳能光伏板多吸收额外多达30%的能量。NXP或将成为美国国家半导体和TI微型逆变器专用芯片最具挑战的竞争对手。事实上，迄今为止所有的微型逆变器生产商均未采用接线盒/逆变器集成方案作为光伏组件交流汇流箱的电流传递和直流/交流逆变。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提出一种光伏并网微型逆变器，所述逆变器包括输入电路101、第一变换器102、第二变换器103、后级换向电路104以及输出电路105 ;输入电路101与第一变换器102和第二变换器103相连，第一变换器102和第二变换器103并联，经过第一变换器102和第二变换器103变换后的电流经过后级换向电路104后通过输出电路105输出；其中:由输入电路101的输入的电流为直流电；由输出电路105输出的电流为交流电。在实施中，所述第一变换器102和第二变换器103为反激变换器；所述第一变换器102和第二变换器103交错工作。通过本技术可降低成本，提高稳定性，有利于系统的维护，实现光伏微型逆变器的并网均衡控制及安全运行管理。【附图说明】图1为一种光伏并网微型逆变器；图2为一种光伏并网微型逆变器的具体实现方式；图3为一种光伏并网微型逆变器控制系统；图4为一种光伏并网微型逆变器控制系统的具体实现方式；图5为有源箝位电路的工作原理图；图6为一种光伏并网微型逆变器控制系统的具体实现方式；图7为一种光伏智能微电网分布式发电系统监控与管理信息系统。【具体实施方式】下面结合附图1?7对本技术做详细说明。如图1所示为本技术的光伏并网微型逆变器。输入电路101与变换器102和变换器103相连，由输入电路101的输入的电流为直流电；变换器102和变换器103并联，经过变换器变换后的电流经过换向电路104后通过输出电路105输出，由输出电路105输出的电流为交流电。在图1中，变换器102、103交错工作，变换器102工作一个周期后关闭，变换器103工作一个周期，紧接着变换器103关闭，由变换器102继续工作一个周期，依次循环下去。图2是图1的一种实现方式。在该实现方式中，微型逆变器采用Flyback反激变换器作为升压电路，能够实现升降压变换和电气隔离。交错并联变换器由两个并联的Flyback反激变换器组成，交错控制两个主功率管导通，功率开关管在同样的电压、电流应力下比单端反激能提供两倍的输出功率，不仅解决了单个反激电路功率相对不足的问题，还可以减少直流输入电流的纹波，减轻解耦电容的负担，并降低并网电流的谐波畸变率。图2底部的4个框图中，在第2个图对应反激变换器变压器原边，第3个图对应反激变换器变压器副边。图2中的由Q2，Q3，Q4，Q5四个MOS管组成了后级换向电路。图3为一种光伏并网微型逆变器控制系统。光伏面板301与微型逆变器302相连，经微型逆变器302的电流通过滤波电路303到达电网304，处理器305采集来自光伏面板301和电网304的数据信息，数据信息包括:光伏面板电压及电流、电网电压、并网电流以及环境温度等环境信息。微型逆变器可采用图1或图2中的微型逆变器。图4为图3的一种具体实现方式。本技术的处理器可采用FPGA芯片，微型逆变器采用全数字控制，两路反激变换器交错导通，结合软开关控制策略，反激变换器变压器原边(变压器原边指的是变压器初级绕组)主开关管的开关频率和占空比由专用FPGA芯片及智能控制算法根据光伏面板电压及电流、电网电压、并网电流以及逆变器输出功率的变化实时运算得到，反激变换器输出电流的包络线为半波正弦，经输出滤波电路得到平滑的半波正弦形状的输出电流，经可控硅构成的后级换向电路后得到相位与电网电压一致的正弦并网电流。图5为有源箝位电路的工作原理图。当主开关管导通时，输入电压全部加在励磁电感上，反激变换器处于储能阶段；开关管关断后，漏感中流动的电流对主开关管寄生电容充电；当寄生电容充满后，箝位电容将吸收漏感的剩余能量，副功率管的体二极管导通，为零电压开关(ZVS)提供条件。交错反激变换器的应用，能提高逆变器的功率等级和减小输出电流的纹波，从而降低输出电流的总谐波(THD) O交错反激转换器可减小通过大容量输入薄膜电容的纹波电流均方根值(RMS)，能够延长电容的寿命。采用两路交错并联后，变压器的峰值功率可以成倍减小，进而减小变压器体积，减小磁芯损耗。另一方面，副边等效开关频率可以成倍提高，可以减小输出滤波电路的体积和输出电流高频纹波。根据上述原理所设计的一种光伏并网微型逆变器控制系统见图6。基于高速FPGA的控制平台具有完备的数据采集、检测与保护功能，包括:输入、输出、中间直流环节过压电压检测与过欠、压保护；输入输出电流检测过流、过载保护；IGBT故障(过流、过热、短路)；散热器、变压器、滤波电路、蓄电池温度检测及过热保护；接地保护；接触器故障保护。控制软件平台集成了包括数字锁相环(PLL)、多阶IIR数字滤波、电压电流双闭环PID控制、空间矢量控制等丰富的控制策略与算法库。图7为一种光伏智能微电网分布式发电系统监控与管理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光伏并网微型逆变器，其特征在于：所述微型逆变器包括输入电路(101)、第一变换器(102)、第二变换器(103)、后级换向电路(104)以及输出电路(105)；输入电路(101)与第一变换器(102)和第二变换器(103)相连，第一变换器(102)和第二变换器(103)并联，经过第一变换器(102)和第二变换器(103)变换后的电流经过后级换向电路(104)后通过输出电路(105)输出；其中：由输入电路(101)的输入的电流为直流电；由输出电路(105)输出的电流为交流电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：易春阳，廖天发，蔡昭权，沈栋，薛家祥，
申请(专利权)人：惠州学院，
类型：新型
国别省市：广东;44
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