一种并网逆变器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种并网逆变器及其控制方法，该并网逆变器包括主控单元以及依次连接的直流侧电源、直流侧开关、母线电容组件、逆变单元、滤波单元和断路器；所述滤波单元至少包括滤波电容以及与所述滤波电容串联的开关元件；所述主控单元在检测的直流电压达到开机电压时发送PWM波启动逆变单元并闭合开关元件，并在滤波单元的输出电压达到电网电压时控制断路器闭合；所述主控单元还在检测的直流电压低于开机电压时控制逆变单元停止逆变并断开开关元件。本发明专利技术通过在滤波单元的滤波电容支路增加开关元件，保证断路器在不断开的情况下，自由地控制并网逆变器不从电网吸收无功，减少了断路器的分断次数，提高了系统效率，降低了整机成本。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路
，更具体地说，涉及一种并网逆变器及其控制方法。
技术介绍
如图I所示，为现有的并网逆变器的主电路拓扑结构图。现有的并网逆变器主要包括直流侧电源10、直流侧开关20、母线电容组件30、逆变单元40、滤波单元50、接触器60、断路器70和主控单元(未示出)。其中，直流侧电源10通过直流侧开关20输出至母线电容组件30，再通过逆变单元40进行交流逆变后，经过滤波单元50得到一正弦电压，接触器60闭合，输出经过断路器70至电网80。其中滤波单元50为常用的LC滤波电路或者LCL滤波电路。该并网逆变器的工作原理为当交流侧的接触器60断开时，如果主控单元检测到直流侧电源10的直流电压满足开机条件，比如直流电压达到开机电压，主控单元输出PWM波控制逆变单元40进行交流逆变，通过调节PWM波控制经滤波单元40滤波后得到的正弦电压与接触器60前端的电网80电压同步，当检测到接触器60两端的电压一致后，主控单元闭合接触器60的开关，实现并网发电。当直流侧电源10的直流电压降低到关机电压后，主控单元控制逆变单元40停止逆变，导致正弦电压低于电网电压，主控单元控制接触器60断开。同时，主控单元对断路器70不进行控制，断路器70起过载、短路保护及维修隔离的功能。上述直流侧电源10可以为光伏电池，相应的并网逆变器为光伏并网逆变器，上述直流侧电源10也可以为铅酸、锂电等其他储能型直流电源，则相应的并网逆变器为储能并网逆变器。然而，上述并网逆变器在主回路采用断路器70和接触器60实现线路通断以控制线路输出的设计方案，使得开关的成本较高，同时由于在主回路存在两个开关，节点较多，逆变器的损耗也增加，效率降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有并网逆变器通过接触器实现线路通断导致开关成本高损耗大的缺陷，提供一种在滤波单元中对滤波电容串联开关元件进行通断控制的并网逆变器及其控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种并网逆变器，包括主控单元以及依次连接的直流侧电源、直流侧开关、母线电容组件、逆变单元、滤波单元和断路器；所述滤波单元至少包括滤波电容；所述滤波单元还包括与所述滤波电容串联的开关元件；所述主控单元与所述直流侧电源、逆变单元和开关元件连接，在检测的直流电压达到开机电压时发送PWM波启动逆变单元并闭合所述开关元件,且所述主控单元与所述断路器连接，在所述滤波单元的输出电压达到电网电压时控制所述断路器闭合；所述主控单元还在检测的直流电压低于开机电压时停止发送PWM波控制逆变单元停止逆变并断开所述开关元件。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述主控单元还在检测到系统故障时，控制所述断路器和所述开关元件断开。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述逆变单元为三相半桥或全桥逆变结构。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述滤波电容和开关元件均为三个，且所述滤波单元还包括三个电感，其中，滤波单元的输入端和输出端之间的每相线路上串联一电感，三个所述滤波电容以星形方式连接后再分别通过一开关元件连接至各相线路。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述滤波电容和开关元件均为三个，且所述滤波单元还包括三个电感，其中，滤波单元的输入端和输出端之间的每相线路上串联一电感，三个所述滤波电容以三角形方式连接后再分别通过一开关元件连接至各相线路。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述滤波电容和开关元件均为三个，所述滤 波单元还包括六个电感，其中，滤波单元的输入端和输出端之间的每相线路上串联两个电感，且三个所述滤波电容以星形方式连接后再分别通过一开关元件连接至各相线路上串联的两个电感之间的节点上。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述滤波电容和开关元件均为三个，所述滤波单元还包括六个电感，其中，滤波单元的输入端和输出端之间的每相线路上串联两个电感，且三个所述滤波电容以三角形方式连接后再分别通过一开关元件连接至各相线路上所述两个电感之间的节点上。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述逆变单元为单相全桥或半桥逆变结构；所述滤波电容和开关元件均为一个，且所述滤波单元还包括一个电感，其中，所述滤波单元的第一输入端通过所述电感连接至所述滤波单元的第一输出端，所述滤波单元的第二输入端与第二输出端相连，所述滤波电容和开关元件串联后跨接在所述第一输出端和第二输出端之间。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述开关元件为继电器、接触器、可控硅整流器、场效应管或绝缘栅双极型晶体管等无源或有源开关元件。在根据本专利技术所述的并网逆变器中，所述并网逆变器为光伏并网逆变器或储能并网逆变器。本专利技术还提供了一种如上所述的并网逆变器的控制方法，所述并网逆变器包括主控单元以及依次连接的直流侧电源、直流侧开关、母线电容组件、逆变单元、滤波单元和断路器；所述滤波单元至少包括滤波电容以及与所述滤波电容串联的开关元件；所述控制方法包括以下步骤所述主控单元在检测到直流侧电源的直流电压达到开机电压时发送PWM波启动逆变单元并闭合所述开关元件；所述主控单元在所述滤波单元的输出电压达到电网电压时控制所述断路器闭合；所述主控单元在检测的直流电压低于开机电压时停止发送PWM波控制逆变单元停止逆变并断开所述开关元件。实施本专利技术的并网逆变器及其控制方法，具有以下有益效果本专利技术通过在滤波单元的滤波电容支路增加开关元件，同时取消主回路的开关元件如接触器，保证断路器在不断开的情况下，自由地控制并网逆变器启停发电，以及从电网吸收的无功，这样一方面减少断路器的分断次数，保证断路器的寿命，另一方面在逆变器系统停止工作时也不影响电网质量，同时省去了主回路的开关元件，减少系统发热损耗，提高了系统效率，降低了整机成本。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图I为现有的并网逆变器的主电路拓扑结构图；图2为根据本专利技术的并网逆变器的优选实施例的主电路拓扑结构图；图3为根据本专利技术的并网逆变器的优选实施例中逆变单元的示意图；图4为根据本专利技术的并网逆变器中滤波单元的第一实施例的示意图；·图5为根据本专利技术的并网逆变器中滤波单元的第二实施例的示意图；图6为根据本专利技术的并网逆变器中滤波单元的第三实施例的示意图；图7为根据本专利技术的并网逆变器中滤波单元的第四实施例的示意图；图8为根据本专利技术的并网逆变器中滤波单元的第五实施例的示意图；图9为根据本专利技术的并网逆变器中滤波单元和逆变单元的第六实施例的示意图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。请参阅图2，为根据本专利技术的并网逆变器的优选实施例的主电路拓扑结构图。如图2所示，本专利技术提供的并网逆变器包括主控单元(图中未示出)，以及依次连接的直流侧电源10、直流侧开关20、母线电容组件30、逆变单元40、滤波单元50和断路器70。其中，直流侧电源10通过直流侧开关20输出至母线电容组件30，再通过逆变单元40进行交流逆变后，经过滤波单元50得到一正弦电压，断路器70闭合，输出至电网80实现并网发电。本专利技术的并网逆变器不采用传统的接触器，而是对滤波单元50进行改进，实现对电路通断的控制。该滤波单元50通常由LC滤波电路或者LCL滤波电路组成，因此滤波单元50至少具有滤波电容51。与现有技术相比，本专利技术一方面通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并网逆变器，包括主控单元以及依次连接的直流侧电源、直流侧开关、母线电容组件、逆变单元、滤波单元和断路器；所述滤波单元至少包括滤波电容；其特征在于，所述滤波单元还包括：与所述滤波电容串联的开关元件；所述主控单元与所述直流侧电源、逆变单元和开关元件连接，在检测的直流电压达到开机电压时发送PWM波启动逆变单元并闭合所述开关元件，且所述主控单元与所述断路器连接，在所述滤波单元的输出电压达到电网电压时控制所述断路器闭合；所述主控单元还在检测的直流电压低于开机电压时停止发送PWM波控制逆变单元停止逆变并断开所述开关元件。

【技术特征摘要】
1.一种并网逆变器，包括主控单元以及依次连接的直流侧电源、直流侧开关、母线电容组件、逆变单元、滤波单元和断路器；所述滤波单元至少包括滤波电容；其特征在于，所述滤波单元还包括与所述滤波电容串联的开关元件； 所述主控单元与所述直流侧电源、逆变单元和开关元件连接，在检测的直流电压达到开机电压时发送PWM波启动逆变单元并闭合所述开关元件，且所述主控单元与所述断路器连接，在所述滤波单元的输出电压达到电网电压时控制所述断路器闭合； 所述主控单元还在检测的直流电压低于开机电压时停止发送PWM波控制逆变单元停止逆变并断开所述开关元件。2.根据权利要求I所述的并网逆变器，其特征在于，所述主控单元还在检测到系统故障时，控制所述断路器和所述开关元件断开。3.根据权利要求I或2所述的并网逆变器，其特征在于，所述逆变单元为三相半桥或全桥逆变结构。4.根据权利要求3所述的并网逆变器，其特征在于，所述滤波电容和开关元件均为三个，且所述滤波单元还包括三个电感，其中，滤波单元的输入端和输出端之间的每相线路上串联一电感，三个所述滤波电容以星形方式连接后再分别通过一开关元件连接至各相线路。5.根据权利要求3所述的并网逆变器，其特征在于，所述滤波电容和开关元件均为三个，且所述滤波单元还包括三个电感，其中，滤波单元的输入端和输出端之间的每相线路上串联一电感，三个所述滤波电容以三角形方式连接后再分别通过一开关元件连接至各相线路。6.根据权利要求3所述的并网逆变器，其特征在于，所述滤波电容和开关元件均为三个，所述滤波单元还包括六个电感，其中，滤波单元的输入端和输出端之间的每相线路上串联两个电感，且三个所述滤波电容以星形方式连接后再分别通过一...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建友，
申请(专利权)人：深圳市长昊机电有限公司，
类型：发明
国别省市：