本发明专利技术公开了一种多功能光伏并网逆变装置，包括与电网连接的主电路，一个采集电池板阵列电压的直流电压信号、电网侧电压、电网侧电流、变压器原边侧电流的信号采集模块与最大功率跟踪控制单元、电流控制单元、瞬时无功计算单元、指令电流计算单元内连接，最大功率跟踪控制单元与电压调节控制单元连接，电压调节控制单元与指令电流计算单元连接，指令电流计算单元与电流控制单元、瞬时电流计算单元连接。本发明专利技术结构合理，通过改变逆变电压的幅值和相位，就可以使逆变电流运行在不同的状态，从而实现并网发有功或无功功能的多功能光伏并网逆变装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利属于光伏发电与电力电子
，具体涉及一种具有 电能质量治理的三相光伏并网逆变器。技术背景随着全球范围内能源紧缺和安全问题的日益突出，环境污染的日益 加大等因素促使越来越多的国家开始意识到加强可再生能源的开发利 用是应对日益严重的能源和环境问题，实现可持续发展的必由之路。随 着世界对新能源发电的渴求，光伏并网发电规模将会更加迅速的扩大， 应用面将更宽。远离电网的边缘地区，如乡村供电一般处于虚弱电网的末梢，用户 负载的无功功率会对电网电压产生较大影响，对负载的无功补偿最好是 就地予以补偿，如果采用专用的有源滤波和无功补偿设备，其补偿特性 和效果是良好的，但这需要增加额外投资。多功能光伏并网逆变装置采 用的是电压型逆变主电路，该主电路可以实现有源滤波和无功补偿的控 制，并在实际中己经得到了广泛的研究和应用，将光伏并网的发电控制 与无功补偿、有源滤波控制相结合，构成并网发电、无功补偿和有源滤 波的一体化控制系统，这样不仅可以有效地进行光伏发电、提高供电质 量和减少功率损耗，而且能使多功能并网逆变装置不分昼夜获得最大利 用率和产生较高的经济效益，是今后并网发电的必然趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构合理，通过改变逆变电压的幅值和相位，就可以使逆变电流运行在不同的状态，从而实现并网发有功或无 功功能的多功能光伏并网逆变装置。 本专利技术的技术解决方案是一种多功能光伏并网逆变装置，其特征是包括与电网连接的主电 路， 一个采集电池板阵列电压C^的直流电压信号、电网侧电压K，^.，c/,、电网侧电流/^/,,4、变压器原边侧电流/。AA的信号采集模块与确定太阳电池阵列最大功率点的最大功率跟踪控制单元、完成并网 交流电流跟踪控制的电流控制单元、检测电网无功分量的瞬时无功计算 单元、将有功分量与无功分量合成的指令电流计算单元内连接，最大功 率跟踪控制单元与电压调节控制单元连接，电压调节控制单元与指令电 流计算单元连接，指令电流计算单元与电流控制单元、瞬时电流计算单 元连接；其中主电路有逆变主单元，逆变主单元包括六个IGBT器件组成的三相电路，每个IGBT器件都有进行保护的RCD吸收电路，电路的 直流母线与太阳能电池板的储能单元相连，在直流母线两端加载压敏电 阻ZR1，六个IGBT器件有三组功率驱动模块进行驱动，其输出经过滤波 后变为正弦波电流，送入变压器原边，变压器的次级线圈连接有主控模 块控制的交流接触器，交流接触器再与空开相连接入电网，在接入电网 侧加载进行脉冲吸收的压敏电阻。本专利技术结构合理，通过改变逆变电压的幅值和相位，就可以使逆变 电流运行在不同的状态，从而实现并网发有功或无功的功能，在高效率、 高可靠性的同时，既能够并网发电，又能进行电能质量治理的新型多功 能光伏并网装置，该装置尤其适用于远离电网的边缘地区。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。 图1是本专利技术一个实施例的结构示图。 图2是主电路图。图3是485通讯线路的电路图。 图4是232通讯线路的电路图。具体实施例方式一种多功能光伏并网逆变装置，其特征是包括与电网连接的主电路1， 一个采集电池板(PV)阵列电压￡的直流电压信号、电网侧电压K，^,U,、电网侧电流/^/,,/,、变压器原边侧电流/,,,/6，/6.的信 号采集模块与确定太阳电池阵列最大功率点的最大功率跟踪控制单员2、完成并网交流电流跟踪控制的电流控制单元3、检测电网无功 分量的瞬时无功计算单元4、将有功分量与无功分量合成的指令电流 计算单元5连接，最大功率跟踪控制单元与电压调节控制单元6连 接，电压调节控制单元与指令电流计算单元5连接，指令电流计算 单元与电流控制单元、瞬时电流计算单元连接；其中主电路有逆变 主单元，逆变主单元包括六个IGBT器件组成的三相电路，每个IGBT 器件都有RCD吸收电路进行保护，防止过流或过压对IGBT器件的损 ±不，电路的直流母线与太阳能电池板的储能单元(就是图中C1 C12 电容)相连，为防止太阳能电池板处的过压脉冲干扰、破坏逆变器 件，在直流母线两端加载了压敏电阻ZR1，用于吸收过压脉冲。六个 IGBT器件有三组功率驱动模块进行驱动，其输出经过LC滤波后变为 正弦波电流，送入变压器(图中是A/Y变压器)原边，变压器的次 级线圈连接由主控模块控制的交流接触器ZK1，交流接触器ZK1再与 空开ZK2相连接入电网，为防止电网电压脉冲对逆变器的影响，在 接入电网侧加载压敏电阻ZR2、 ZR3和ZR4进行脉冲吸收。 图3中控制单元TMPPT (图中标有TMPPT的方框)为最大功率跟踪控制单元，其完成太阳电池阵列最大功率点工作电压CAfc的确定，并根据光伏阵列的输出功率和电压幅值大小识别白天和夜晚。AVR (图中标 有AVR的方框)为电压调节控制单元，其调节输出为并网电流有功分量 的幅值给定**。瞬时无功计算单元检测电网电流的无功分量，由于算 法中采用的^、 /《运算方式，需要用到与A相电网电压同相位的正弦信 号sinw和对应的余弦信号cos^，它们由DSP的数字锁相环(PLL)和正 弦表得到，由此确定无功补偿电流/f，在指令电流计算单元内将有功 分量与无功分量合成，最终得到PVPC的并网交流电流指令值。电流控 制单元完成并网交流电流的跟踪控制，采用SPWM闭环控制方式，保证 电流跟踪的相位误差和幅值误差，这也是一个关键环节。太阳能发电系统与市电系统并联供电时，当市电发生故障系统未能 及时检测并切离市电系统，而产生独立供电现象。 一旦发生孤岛效应时， 会造成人员受伤与设备之损坏，故系统设计须具备该效应侦测保护功 能。本专利技术在具有被动检测孤岛效应方法的同时，加入了改进的主动孤 岛效应检测方法一频差相移方式，在多种负载条件下做了反孤岛实验研 究，实验表明，该方式可以加快负载匹配时的反孤岛响应时间，具有较 强的抗噪声影响能力。本专利技术光伏并网逆变装置与液晶控制器间采用485通讯方式，如图 4所示，发送、接收和控制器信号均通过高速6N136光耦隔离。利用 MAX485作为通讯接口芯片，MAX485是一种差分平衡型低功率收发芯片， 采用+5V供电，专用于TTL协议与485协议间的转换。本专利技术液晶控制器采用ARM7进行控制，与上位机通讯选择RS232, 如图5所示，或RS485方式，RAM7可以实现嵌入系统，便于系统功能扩 展，产品附件的开发。为避免相互干扰，通过光耦实现隔离。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能光伏并网逆变装置，其特征是：包括与电网连接的主电路，一个采集电池板阵列电压Ｕ↓［ｄｃ］的直流电压信号、电网侧电压Ｕ↓［Ｒ］，Ｕ↓［Ｓ］，Ｕ↓［Ｔ］、电网侧电流Ｉ↓［Ｒ］，Ｉ↓［Ｓ］，Ｉ↓［Ｔ］、变压器原边侧电流Ｉ↓［ａ］，Ｉ↓［ｂ］，Ｉ↓［ｃ］的信号采集模块与确定太阳电池阵列最大功率点的最大功率跟踪控制单元、完成并网交流电流跟踪控制的电流控制单元、检测电网无功分量的瞬时无功计算单元、将有功分量与无功分量合成的指令电流计算单元内连接，最大功率跟踪控制单元与电压调节控制单元连接，电压调节控制单元与指令电流计算单元连接，指令电流计算单元与电流控制单元、瞬时电流计算单元连接；其中主电路有逆变主单元，逆变主单元包括六个ＩＧＢＴ器件组成的三相电路，每个ＩＧＢＴ器件都有进行保护的ＲＣＤ吸收电路，电路的直流母线与太阳能电池板的储能单元相连，在直流母线两端加载压敏电阻ＺＲ１，六个ＩＧＢＴ器件有三组功率驱动模块进行驱动，其输出经过滤波后变为正弦波电流，送入变压器原边，变压器的次级线圈连接有主控模块控制的交流接触器，交流接触器再与空开相连接入电网，在接入电网侧加载进行脉冲吸收的压敏电阻。
【技术特征摘要】
1、一种多功能光伏并网逆变装置，其特征是包括与电网连接的主电路，一个采集电池板阵列电压Udc的直流电压信号、电网侧电压UR，US，UT、电网侧电流IR，IS，IT、变压器原边侧电流Ia，Ib，Ic的信号采集模块与确定太阳电池阵列最大功率点的最大功率跟踪控制单元、完成并网交流电流跟踪控制的电流控制单元、检测电网无功分量的瞬时无功计算单元、将有功分量与无功分量合成的指令电流计算单元内连接，最大功率跟踪控制单元与电压调节控制单元连接，电压调节控制单元与指令电流计算单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆建荣，苏建徽，周磊，倪松，汪海宁，
申请(专利权)人：江苏林洋电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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