專利名稱：光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)，特別涉及一種光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是指通過光伏數(shù)組將接收來的太陽(yáng)輻射能量經(jīng)過高頻直流轉(zhuǎn) 換后變成高壓直流電，再經(jīng)過逆變器逆變后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流 電流。其中，逆變器作為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，具有重要的作用。在逆變器使用過程中，由于雷擊導(dǎo)致的超高電壓或由其他因素導(dǎo)致的高電流現(xiàn)象 經(jīng)常發(fā)生，從而破壞逆變器正常工作。因此，如何對(duì)逆變器進(jìn)行過壓過流保護(hù)，避免逆變器自身結(jié)構(gòu)損壞是目前亟需解 決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)， 能夠及時(shí)有效的保護(hù)逆變器中各電路器件。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型提供一種光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，包括依次相連的微處理器DSP、 控制器CPLD和接收逆變器輸出信號(hào)的比較器；其中所述DSP包括事件管理器和外擴(kuò)總 線模塊；所述事件管理器包括用于控制光伏逆變器直流側(cè)絕緣柵雙極晶體管IGBT導(dǎo)通狀 態(tài)的脈寬調(diào)制PWM控制器、功率保護(hù)中斷PDPINTA模塊；所述CPLD包括用于接收所述比較 器輸出的邏輯信號(hào)的或門邏輯器、用于存儲(chǔ)所述比較器輸出的邏輯信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。優(yōu)選的，所述逆變器輸出信號(hào)包括直流側(cè)電容電壓信號(hào)、電池板電流信號(hào)、A相 電感電流、B相電感電流、C相電感電流。優(yōu)選的，還包括用于接收逆變器輸出信號(hào)的ADC，所述ADC的信號(hào)輸出端通過所 述外擴(kuò)總線模塊與所述DSP的信號(hào)輸入端連接。本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型提供一種光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，通過CPLD的外擴(kuò)或門邏輯器功 能，方便監(jiān)控逆變器輸出的多路信號(hào)，并且，只要有一路逆變器輸出信號(hào)為過壓或過流信號(hào) 時(shí)，均會(huì)由DSP控制停止PWM控制器的輸出，達(dá)到了及時(shí)保護(hù)逆變器中各電路器件的功能； 并且，CPLD的外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)過壓或過流邏輯信號(hào)，DSP通過查詢數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以識(shí) 別逆變器中產(chǎn)生過壓或過流信號(hào)的具體支路。

圖1為三相光伏逆變器的電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型提供的光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施方式進(jìn)行說明。為了清楚的說明本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光伏逆變器防孤島保護(hù)系統(tǒng)的原理，首 先介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)中所用的三相光伏逆變器的原理。如圖1所示，為三相光伏逆變器的 電路原理圖。具體的，對(duì)于圖1所示的三相光伏逆變器，其直流側(cè)接PV電池板模塊，交流側(cè)向電 網(wǎng)輸出三路交流電流Ea、Eb、Ec ；其中，三相光伏逆變器直流側(cè)接觸器用Kl表示，光伏逆變 器交流側(cè)接觸器用K2表示；對(duì)于從PV輸出的直流電經(jīng)過電容C、Ql (即絕緣柵雙極晶體 管IGBT)、Q2和電感La的配合作用產(chǎn)生交流電，經(jīng)變壓器變壓后，得到電壓符合用戶需求的 交流電fe。對(duì)于Eb、Ec兩路交流電的產(chǎn)生過程同fe路，在此不再贅述。上述三相光伏逆變器具有直流電壓軟起動(dòng)功能和直流電容卸壓功能。下面對(duì)這兩 種功能分別介紹(1)直流電壓軟起動(dòng)功能當(dāng)逆變器工作時(shí)，為了防止電池板模塊PV直接給直流電容充電(這樣充電電流最 大會(huì)達(dá)到電池板的短路電流，對(duì)直流側(cè)電容壽命及直流側(cè)熔斷絲均有不好的影響)，為此采 用交流電網(wǎng)給直流電容充電。逆變器接收到啟動(dòng)命令，交流側(cè)接觸器K3閉合，通過市電經(jīng)過限流電阻給直流電 容充電，電壓達(dá)到一定值后閉合接觸器K2，此時(shí)直流電容電壓可達(dá)到電網(wǎng)電壓峰值(變壓 器存在變比)，這時(shí)才閉合Kl接觸器和斷開K3接觸器，完成直流電壓軟起過程。這樣保證 逆變器直流側(cè)電流較小，有利于電容的壽命及直流熔斷絲保護(hù)。(2)直流電容卸壓功能當(dāng)逆變器處于停止?fàn)顟B(tài)或斷電狀態(tài)，為防止直流側(cè)電容存在電壓，而可能導(dǎo)致操 作人員觸電受傷，增加直流電容卸壓功能。當(dāng)逆變器接收到停止命令，電網(wǎng)電流停止輸出后，接觸器K1、K2彈開(或者逆變器 處于斷電狀態(tài))，直流電容經(jīng)過電阻Rdc放電，保證直流電容基本沒電壓，從而可保護(hù)操作人
員安全。如圖2所示，為本實(shí)施例提供的光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，包括依次相連的微處 理器DSP、控制器CPLD和接收逆變器輸出信號(hào)的比較器；其中所述DSP包括事件管理 器和外擴(kuò)總線模塊；所述事件管理器包括用于控制光伏逆變器直流側(cè)絕緣柵雙極晶體管 IGBT導(dǎo)通狀態(tài)的脈寬調(diào)制PWM控制器、功率保護(hù)中斷PDPINTA模塊；所述CPLD包括用于 接收所述比較器輸出的邏輯信號(hào)的或門邏輯器、用于存儲(chǔ)所述比較器輸出的邏輯信號(hào)的數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器。其中，所述逆變器輸出信號(hào)包括直流側(cè)電容電壓信號(hào)Ud。、電池板電流信號(hào)Id。、 A相電感電流Ia、B相電感電流Ib、C相電感電流I。。上述光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)的工作過程為比較器接收逆變器輸出的Ud。、Idc, Ia(為方便說明，僅以逆變器輸出的這三種輸出信號(hào)為例)，與預(yù)設(shè)各參考信號(hào)比較后，向或 門邏輯器輸出邏輯信號(hào)(高電平或低電平)，由于采用或門邏輯器，因此，只要這三路輸出 信號(hào)中至少存在一路信號(hào)超過預(yù)設(shè)值(既逆變器達(dá)到過壓或過流狀態(tài))，均會(huì)觸發(fā)DSP事 件管理器中斷，停止PWM控制器輸出PWM信號(hào)，達(dá)到及時(shí)保護(hù)直流側(cè)電容器及逆變管子模塊 功能。為進(jìn)一步增加保護(hù)逆變電路的可靠性，當(dāng)或門邏輯器輸出過壓或過流邏輯信號(hào)時(shí)，該過壓或過流邏輯信號(hào)也會(huì)被傳輸給DSP的功率保護(hù)中斷PDPINTA模塊，通過PDPINTA的功 能停止PWM控制器輸出PWM信號(hào)，從而也達(dá)到了及時(shí)保護(hù)直流側(cè)電容器及逆變管子模塊功 能。另外，當(dāng)比較器輸出的邏輯信號(hào)經(jīng)判斷，屬于過壓或過流邏輯信號(hào)時(shí)，該過壓或過 流邏輯信號(hào)被組合成8位的Char量數(shù)據(jù)，然后被存儲(chǔ)到CPLD的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，當(dāng)觸發(fā)DSP 中斷后，DSP除了強(qiáng)制停止PWM控制器輸出PWM信號(hào)，還會(huì)讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 從而識(shí)別過壓或過流的具體信號(hào)，并通過顯示裝置向終端用戶顯示，方便終端用戶快速發(fā) 現(xiàn)過壓或過流信號(hào)在逆變器中的具體支路。另外，本實(shí)施例提供的光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)還包括ADC。ADC接收逆變器直 接輸出的各種信號(hào)，并將該信號(hào)通過外擴(kuò)總線模塊發(fā)送給DSP，DSP判斷接收到的信號(hào)是否 超過預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值，如果判斷結(jié)果為是，則由DSP控制停止PWM控制器的輸出。綜上所述，通過本實(shí)施例提供的光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，通過CPLD的外擴(kuò)或門 邏輯器功能，方便監(jiān)控逆變器輸出的多路信號(hào)，并且，只要有一路逆變器輸出信號(hào)為過壓或 過流信號(hào)時(shí)，均會(huì)由DSP控制停止PWM控制器的輸出，達(dá)到了及時(shí)保護(hù)逆變器中各電路器件 的功能。
權(quán)利要求1.一種光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次相連的微處理器DSP、控制 器CPLD和接收逆變器輸出信號(hào)的比較器；其中所述DSP包括事件管理器和外擴(kuò)總線模 塊；所述事件管理器包括用于控制光伏逆變器直流側(cè)絕緣柵雙極晶體管IGBT導(dǎo)通狀態(tài)的 脈寬調(diào)制PWM控制器、功率保護(hù)中斷PDPINTA模塊；所述CPLD包括用于接收所述比較器輸 出的邏輯信號(hào)的或門邏輯器、用于存儲(chǔ)所述比較器輸出的邏輯信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器輸出信 號(hào)包括直流側(cè)電容電壓信號(hào)、電池板電流信號(hào)、A相電感電流、B相電感電流、C相電感電 流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于接 收逆變器輸出信號(hào)的ADC，所述ADC的信號(hào)輸出端通過所述外擴(kuò)總線模塊與所述DSP的信號(hào) 輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種光伏逆變器直流防護(hù)系統(tǒng)，包括依次相連的微處理器DSP、控制器CPLD和接收逆變器輸出信號(hào)的比較器；其中所述DSP包括事件管理器和外擴(kuò)總線模塊；所述事件管理器包括用于控制光伏逆變器直流側(cè)絕緣柵雙極晶體管IGBT導(dǎo)通狀態(tài)的脈寬調(diào)制PWM控制器、功率保護(hù)中斷PDPINTA模塊；所述CPLD包括用于接收所述比較器輸出的邏輯信號(hào)的或門邏輯器、用于存儲(chǔ)所述比較器輸出的邏輯信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。通過CPLD的外擴(kuò)或門邏輯器功能，方便監(jiān)控逆變器輸出的多路信號(hào)，并且，只要有一路逆變器輸出信號(hào)為過壓或過流信號(hào)時(shí)，均會(huì)由DSP控制停止PWM控制器的輸出，達(dá)到了及時(shí)保護(hù)逆變器中各電路器件的功能。
文檔編號(hào)H02H7/122GK201904608SQ201020658150
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者姜碧光, 寧華宏, 李赟 申請(qǐng)人:浙江埃菲生能源科技有限公司