基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统技术方案

基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统，属于电气控制领域，本实用新型专利技术为解决现有太阳能输出电压不稳，影响用电设备寿命的问题。本实用新型专利技术包括单相桥式逆变电路、电感L1～L4、二极管VD6、VD7、电容C1～C6、晶体管V1、V6、比较器A1、A2、参考直流电源UREF、电阻R1、R2和三角波发生器；太阳能电池输出的直流电源随光强的大小变化而波动，该直流电源由C1滤波、由稳压电路进行初步稳定，所述稳压电路由L3、L4、V6、C1、C6，输出的电压为比例可调的升压斩波电路的输入电压ui，比例可调的升压斩波电路的输出电压uo被单相桥式逆变电路逆变输出，再并网至公共电网中。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电气控制领域。
技术介绍
近来，伴随地球温室效应的异常气象等频繁发生。伴随地球温室效应，极地的冰河开始大规模溶解。预想这些异常气象等会大幅度破坏或变更地球的生态系统。为了给后代保留安全且容易生活的环境，必须抑制这种地球温室效应造成的环境破坏。地球温室效应的主要原因是二氧化碳向大气中的大量排放。这是由于现代文明主要通过燃烧煤炭或石油等化石燃料来得到能量。因此，为了抑制地球温室效应，同时得到能量，需要不依赖以往的化石燃料的能源。作为这种新能源，风力或太阳光备受关注。根据这种见解，各国积极研究开发了风力发电和太阳光发电。太阳能光伏系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成，太阳能电池板是太阳能光伏系统中的核心部分，太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能光伏系统中最重要的部件之一，其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。但太阳能电池板输出电压具有不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。太阳能输出电压忽大忽小，这样的波动电压会影响用电设备的寿命，甚至直接毁坏用电设备，给人们的生活带来不便。
技术实现思路
本技术目的是为了解决现有太阳能输出电压不稳，影响用电设备寿命的问题，提供了一种基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统。本技术所述基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统，包括单相桥式逆变电路、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、二极管VD6、二极管VD7、电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、电解电容C4、电解电容C5、电容C6、晶体管V1、晶体管V6、比较器A1、比较器A2、参考直流电源UREF、电阻R1、电阻R2和三角波发生器；太阳能电池的正极输出端连接电感L3的一端，电感L3的另一端同时连接晶体管V6的漏极和电容C6的一端，电容C6的另一端同时连接电感L4的一端和二极管VD7的阳极，二极管VD7的阴极同时连接电解电容C1的正极和电感L1的一端；太阳能电池的负极输出端同时连接晶体管V6的源极、电感L4的另一端、电解电容C1的负极、晶体管V1的源极、参考直流电源UREF的负极、电解电容C4的负极、电解电容C3的负极、电解电容C2的负极、电阻R2的一端、电解电容C5的负极和单相桥式逆变电路的负极输入端；电感L1的另一端同时连接晶体管V1的漏极和二极管VD6的阳极，二极管VD6的阴极同时连接电解电容C2的正极、电阻R1的一端、电解电容C5的正极和单相桥式逆变电路的正极输入端；晶体管V1的栅极连接比较器A2的输出端，比较器A2的反相输入端连接三角波发生器的三角波信号输出端，比较器A2的同相输入端连接比较器A1的输出端，比较器A1的同相输入端连接参考直流电源UREF的正极，比较器A1的反相输入端同时连接电解电容C4的正极和电感L2的一端，电感L2的另一端同时连接电解电容C3的正极、电阻R1的另一端和电阻R2的另一端；单相桥式逆变电路的交流电源输出端连接公共电网。优选地，晶体管V1设置有寄生二极管VD1，寄生二极管VD1反向并联在晶体管V1的源极、漏极之间。优选地，单相桥式逆变电路由晶体管V2、晶体管V3、晶体管V4和晶体管V5构成，晶体管V2设置有寄生二极管VD2，寄生二极管VD2反向并联在晶体管V2的源极、漏极之间；晶体管V3设置有寄生二极管VD3，寄生二极管VD3反向并联在晶体管V3的源极、漏极之间；晶体管V4设置有寄生二极管VD4，寄生二极管VD4反向并联在晶体管V4的源极、漏极之间；晶体管V5设置有寄生二极管VD5，寄生二极管VD5反向并联在晶体管V5的源极、漏极之间。本技术的优点：本技术的并网控制系统适用于太阳光不强区域的光发电系统，太阳能发电输出的低电压先进行稳压，再由比例可调的升压斩波电路变换成可输出大小的直流电压，逆变并网至电网中，本技术控制系统输出电压稳定，设备寿命不受电压波动影响。本技术通过增加比例可调的升压斩波环节，可以解决逆变器输入电压直流电很低时逆变器运行特性差的缺点。通过该环节将逆变器直流母线电压直流电提高并稳定或稳定在合适的范围内，使得逆变器有输入电压直流电稳定、逆变效果好等优点，可以实现更好的并网。附图说明图1是本技术所述基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统的电路原理图。具体实施方式下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统分为三大部分：稳压电路、比例可调的升压斩波电路和单相桥式逆变电路；太阳能电池输出的直流电源随光强的大小变化而波动，该直流电源由稳压电路进行初步稳定、由C1滤波，所述稳压电路由L3、L4、V6、VD7、C6构成，稳压电路输出的电压由C1滤波后得到的电压为比例可调的升压斩波电路的输入电压ui，比例可调的升压斩波电路的输出电压uo被单相桥式逆变电路逆变输出，再并网至公共电网中。直流升压斩波电路的主体结构包括L1、V1、VD6、VD1、C3，其它部分为比例调节环节，使输出电压uo与输入电压ui的比例可调，以保证输出稳定的输出电压uo，本实施方式设计了带滤波器的比例调节电路，R1、R2构成分压电路，其中对R2两端的电压进行采样，得到采样电阻R2两端电压值kuo，其中k∈(0,1)。C3、L2、C4构成“滤波器”对采样电压kuo进行滤波，可有效地滤掉噪声信号，得到电压信号kūo，kūo为滤波平稳后电压。电压信号kūo作用于比较器A1的反相输入端，与同相输入端的基准电压UREF比较放大，这一环节可视为比例控制器环节，得出调整量uA1。比较器A2根据该A1输出的调整量uA1、利用三角波信号调节A2输出uA2的占空比，调节结果使输出电压uo稳定在期望值，即通过电压信号kūo的比例调整来完成该斩波电路的输出电压uo稳定输出。当太阳能输出直流电压等级较低时，直流升压斩波电路将其升压并稳压，输出逆变并入电网；当太阳能输出直流电压等级适当时，对其稳压，输出逆变并入公共电网。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统，其特征在于，包括单相桥式逆变电路、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、二极管VD6、二极管VD7、电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、电解电容C4、电解电容C5、电容C6、晶体管V1、晶体管V6、比较器A1、比较器A2、参考直流电源UREF、电阻R1、电阻R2和三角波发生器；太阳能电池的正极输出端连接电感L3的一端，电感L3的另一端同时连接晶体管V6的漏极和电容C6的一端，电容C6的另一端同时连接电感L4的一端和二极管VD7的阳极，二极管VD7的阴极同时连接电解电容C1的正极和电感L1的一端；太阳能电池的负极输出端同时连接晶体管V6的源极、电感L4的另一端、电解电容C1的负极、晶体管V1的源极、参考直流电源UREF的负极、电解电容C4的负极、电解电容C3的负极、电解电容C2的负极、电阻R2的一端、电解电容C5的负极和单相桥式逆变电路的负极输入端；电感L1的另一端同时连接晶体管V1的漏极和二极管VD6的阳极，二极管VD6的阴极同时连接电解电容C2的正极、电阻R1的一端、电解电容C5的正极和单相桥式逆变电路的正极输入端；晶体管V1的栅极连接比较器A2的输出端，比较器A2的反相输入端连接三角波发生器的三角波信号输出端，比较器A2的同相输入端连接比较器A1的输出端，比较器A1的同相输入端连接参考直流电源UREF的正极，比较器A1的反相输入端同时连接电解电容C4的正极和电感L2的一端，电感L2的另一端同时连接电解电容C3的正极、电阻R1的另一端和电阻R2的另一端；单相桥式逆变电路的交流电源输出端连接公共电网。...

【技术特征摘要】
1.基于比例可调直流斩波电路的光伏并网系统，其特征在于，包括单相桥式逆变电路、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、二极管VD6、二极管VD7、电解电容C1、电解电容C2、电解电容C3、电解电容C4、电解电容C5、电容C6、晶体管V1、晶体管V6、比较器A1、比较器A2、参考直流电源UREF、电阻R1、电阻R2和三角波发生器；太阳能电池的正极输出端连接电感L3的一端，电感L3的另一端同时连接晶体管V6的漏极和电容C6的一端，电容C6的另一端同时连接电感L4的一端和二极管VD7的阳极，二极管VD7的阴极同时连接电解电容C1的正极和电感L1的一端；太阳能电池的负极输出端同时连接晶体管V6的源极、电感L4的另一端、电解电容C1的负极、晶体管V1的源极、参考直流电源UREF的负极、电解电容C4的负极、电解电容C3的负极、电解电容C2的负极、电阻R2的一端、电解电容C5的负极和单相桥式逆变电路的负极输入端；电感L1的另一端同时连接晶体管V1的漏极和二极管VD6的阳极，二极管VD6的阴极同时连接电解电容C2的正极、电阻R1的一端、电解电容C5的正极和单相桥式逆变电路的正极输入端；晶体管V1的栅极连接比较器A2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤宁，张坤，
申请(专利权)人：集宁师范学院，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15