直流到交流的并网电力转换系统技术方案

本发明专利技术提供一种直流到交流的并网电力转换系统，包括：多个逆变器，分别与多个直流电源一一对应连接，逆变器的输入端与直流电源的输出端相连，各个逆变器的输出端彼此连接成串，前一个逆变器的零线和后一个逆变器的火线相连接；并网器，其输入端分别与逆变器串两端的火线和零线相连接，其输出端与电网相连接，并网器用于检测逆变器串的交流输出特性和检测电网的交流特性，获取逆变器串和电网的各种电能参数及其相应能计算出的参数后，对数据进行处理并对逆变器进行控制。本发明专利技术能够简化系统中逆变器的设计，提高逆变器的转换效率，降低逆变器的成本及提升可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流到交流的转换
，具体来说，本专利技术涉及一种直流到交流的并网电力转换系统。
技术介绍
在可再生能源领域，比如太阳能光伏和风能，有使用微逆变器将每一个电源的直流电力转换成可并网输出的交流电力，并且对每一个电源进行电力输出的优化，例如最大功率点跟踪(MPPT)等。图1为现有技术中的一种微逆变器系统连接直流电源和电网的模块结构示意图。如图1所示，该微逆变器系统包括多个分别与单个直流电源IOl1UOl2...1OIn连接的逆变器102^1022...102no各逆变器102^1022...102n的输入与各直流电源101”IOl2...1OIn的输出对应连接，各逆变器102^1021..102N的输出并联，也就是每个逆变器102^1021..102N的火线L103相连、零线N104相连，然后连接电网105。这样就是每个逆变器102^1022...102N将直流电源IOl1UOl2...IOIn直接转换为和电网105相同的交流电。但是，这样的微逆变器系统有下列问题:1.逆变器设计复杂。现有技术由单个逆变器将直流电压转换为交流电进行并网，为避免影响电网的质量，对交流波形的质量要求很高；为系统安全，也要求具备完善的保护功能。2.低的效率。常用的直流电源，如光伏组件、电池等的电压为几十伏，而电网交流电的峰值通常为380V以上，这样就需要直流电压升压的倍数很高，造成很低的转换效率。3.高的成本。除 了电力转换电路外，各逆变器还需要其他各种电路来保证并网质量、实现并网保护、EMC、通信等，造成了过高的成本。4.低的可靠性。各逆变器的交流侧是并网电压，电压高，对各种功率器件的应力大，而且直接连接电网，容易受到电网异常现象的冲击，从而造成损伤。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种直流到交流的并网电力转换系统，能够简化逆变器的设计，提高逆变器的效率，降低逆变器的成本及提升可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种直流到交流的并网电力转换系统，包括:多个逆变器，分别与多个直流电源一一对应连接，所述逆变器的输入端与所述直流电源的输出端相连，各个所述逆变器的输出端彼此连接成串，前一个逆变器的零线和后一个逆变器的火线相连接；并网器，其输入端分别与逆变器串两端的火线和零线相连接，其输出端与电网相连接，所述并网器用于检测所述逆变器串的交流输出特性和检测所述电网的交流特性，获取所述逆变器串和所述电网的各种电能参数及其相应能计算出的参数后，对数据进行处理并对所述逆变器进行控制。可选地，所述逆变器包括:直流检测模块，与所述逆变器的直流输入端相连接，用于检测输入所述逆变器的直流输入电压和直流输入电流；电力转换电路，分别与所述逆变器的直流输入端和交流输出端相连接，用于将直流电转换为交流电；转换控制模块，分别与所述直流检测模块和所述电力转换电路相连接，用于产生和发送给所述电力转换电路一驱动信号，以实现想要的交流电；第一通信模块，对外与所述并网器相连接，用于获得需要的数据和命令信号，或者将所述逆变器的数据传送给所述并网器或其它的通信设备；交流参数获取模块，分别与所述第一通信模块和所述转换控制模块相连接，用于获取由所述并网器获得的数据，进行计算以获取需要的交流参数，提供给所述转换控制模块。可选地，所述逆变器还包括:交流检测模块，分别与所述逆变器的交流输出端和所述转换控制模块相连接，用于检测输出所述逆变器的交流输出电压和交流输出电流，并反馈给所述转换控制模块。可选地，所述并网器包括:逆变器检测模块，用于检测所述逆变器串的交流输出特性；电网检测模块，用于检测所述电网的交流特性；并网保护模块，用于实现电网保护的功能；逆变器通信模块，用于和多个所述逆变器进行通信，收集所述逆变器的数据或者向所述逆变器发送控制命令；系统控制模块，分别与所述逆变器检测模块、电网检测模块、并网保护模块和逆变器通信模块相连接，用于根据所述逆变器串的交流输出特性、所述电网的交流特性进行数据处理，并且产生对所述逆变器和/或对所述并网器的上述内部模块的各种控制命令。可选地，所述并网器还包括:对外通信模块，用于和外部其他设备进行通信，以传输数据和控制命令；其中，所述外部其他设备包括电脑、互联网路由器和手机。可选地，所述逆变器串的交流输出特性包括电流、电压、频率、相位、过零点及其相应能计算出的参数；其中，相应能计算出的所述参数包括电流有效值、有功功率、无功功率和功率因数。 可选地，所述电网的交流特性包括电压、频率和相位。可选地，所述逆变器包括:解耦电容，跨接于所述直流电源的两端；反激电路，其包括原边开关管、变压器和反激二极管，所述变压器的原边绕组与所述直流电源相连接；工频全桥逆变电路，分别与所述反激电路的所述变压器的副边绕组和所述电网相连接，其包括由四个开关管组成的全桥结构；直流检测电路，与所述直流电源的输出端相连接，用于检测输入所述逆变器的直流输入电压和直流输入电流；第二通信模块，对外与所述并网器相连接，用于获得需要的数据和命令信号，或者将所述逆变器的数据传送给所述并网器或其它的通信设备；全桥控制模块，分别与所述第二通信模块和所述工频全桥逆变电路相连接，用于对所述工频全桥逆变电路的全桥结构的所述开关管进行控制；基准电流计算模块，分别与所述直流检测电路和所述第二通信模块相连接，用于根据直流输入电压值、交流输出电压值、交流输出电流值、交流输出电压的相位和时间来计算获得基准电流；反激控制电路，分别与所述基准电流计算模块、所述变压器的原边绕组和所述反激电路的原边开关管的栅极相连接，用于采样原边电流并与所述基准电流对比，产生反激控制的驱动信号。可选地，所述电网和所述逆变器为单相电网和逆变器，或者为具有I根零线和2根火线的双相电网和逆变器，又或者为具有I根零线和3根火线的三相电网和逆变器。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点和优点:1.简化逆变器的设计。现有技术是将直流输入电压转换为并网的交流电压，而本专利技术由一串逆变器的交流输出电压累加形成并网交流电压，可以简化逆变器的设计。2.提高逆变器的效率。降低逆变器的交流输出电压至接近直流电源的输出电压，转换系数小，可提高转换效率。3.降低逆变器的成本。降低逆变器的交流输出电压至接近直流电源的输出电压，可采用低压元件，由此降低成本。另外还将并网保护、通信等电路模块集中到并网器中，简化电缆，降低成本。4.提高逆变器的可靠性。降低功率器件的电压应力，也减小电网异常对逆变器可能的损伤。综上所述，和现有的微型逆变器对比，本专利技术具有微型逆变器系统的所有优点，只需要将直流电转换成电压接近的交流电，而不需要升压到和电网电压相同，从而简化了逆变器设计，提高了转换效率，降低了逆变器的成本，提升了逆变器的可靠性。附图说明本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中:图1为现有技术中的一种微逆变器系统连接直流电源和电网的模块结构示意图；图2为本专利技术一个实施例的直流到交流的并网电力转换系统连接直流电源和电网的模块结构示意图；图3为本专利技术一个实施例的直流到交流的并网电力转换系统中逆变器的内部模块结构示意图；图4为本专利技术一个实施例的直流到交流的并网电力转换系统中并网器的内部模块结构示意图；图5为现有技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流到交流的并网电力转换系统，包括：多个逆变器(202)，分别与多个直流电源(201)一一对应连接，所述逆变器(202)的输入端与所述直流电源(201)的输出端相连，各个所述逆变器(202)的输出端彼此连接成串，前一个逆变器的零线(N)和后一个逆变器的火线(L)相连接；并网器(203)，其输入端分别与逆变器串两端的火线(205)和零线(206)相连接，其输出端与电网(208)相连接，所述并网器(203)用于检测所述逆变器串的交流输出特性和检测所述电网(208)的交流特性，获取所述逆变器串和所述电网(208)的各种电能参数及其相应能计算出的参数后，对数据进行处理并对所述逆变器(202)进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种直流到交流的并网电力转换系统，包括: 多个逆变器(202)，分别与多个直流电源(201) —一对应连接，所述逆变器(202)的输入端与所述直流电源(201)的输出端相连，各个所述逆变器(202)的输出端彼此连接成串，前一个逆变器的零线(N)和后一个逆变器的火线(L)相连接； 并网器(203)，其输入端分别与逆变器串两端的火线(205)和零线(206)相连接，其输出端与电网(208)相连接，所述并网器(203)用于检测所述逆变器串的交流输出特性和检测所述电网(208)的交流特性，获取所述逆变器串和所述电网(208)的各种电能参数及其相应能计算出的参数后，对数据进行处理并对所述逆变器(202)进行控制。2.根据权利要求1所述的并网电力转换系统，其特征在于，所述逆变器(400)包括: 直流检测模块(403)，与所述逆变器(400)的直流输入端相连接，用于检测输入所述逆变器(400)的直流输入电压和直流输入电流； 电力转换电路(405)，分别与所述逆变器(400)的直流输入端和交流输出端相连接，用于将直流电转换为交流电； 转换控制模块(407)，分别与所述直流检测模块(403)和所述电力转换电路(405)相连接，用于产生和发送给所述电力转换电路(405) —驱动信号，以实现想要的交流电； 第一通信模块(411)，对外与所述并网器(203)相连接，用于获得需要的数据和命令信号，或者将所述逆变器(400)的数据传送给所述并网器(203)或其它的通信设备； 交流参数获取模块(409)，分别与所述第一通信模块(411)和所述转换控制模块(407)相连接，用于获取由所述并网器(203)获得的数据，进行计算以获取需要的交流参数，提供给所述转换控制模块(407)。3.根据权利要求2所述的并网电力转换系统，其特征在于，所述逆变器(400)还包括: 交流检测模块(413)，分别与所述逆变器(400)的交流输出端和所述转换控制模块(407)相连接，用于检测输出所述逆变器(400)的交流输出电压和交流输出电流，并反馈给所述转换控制模块(407)。4.根据权利要求1所述的并网电力转换系统，其特征在于，所述并网器(500)包括: 逆变器检测模块(503)，用于检测所述逆变器串(501)的交流输出特性； 电网检测模块(505)，用于检测所述电网(502)的交流特性； 并网保护模块(507)，用于实现电网保护的功能； 逆变器通信模块(509)，用于和多个所述逆变器(202)进行通信，收集所述逆变器(202)的数据或者向所述逆变器(202)发送控制命令； 系统控制模块(511)，分别与所述逆变器检测模块(503)、电网检测模块(505)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇浩，
申请(专利权)人：浙江昱能光伏科技集成有限公司，
类型：发明
国别省市：