專利名稱：光伏微并網(wǎng)逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及逆變器，尤其是一種光伏微并網(wǎng)逆變器。
背景技術(shù)：
逆變電源是光伏系統(tǒng)最重要的設(shè)備，光伏發(fā)電市場(chǎng)的發(fā)展 帶動(dòng)逆變電源的需求大幅度上升。光伏發(fā)電今后的應(yīng)用將以并網(wǎng)發(fā)電的形式為主，光伏并網(wǎng)逆變器總功率的市場(chǎng)需求則將等于甚至大于光伏系統(tǒng)的總裝機(jī)功率，市場(chǎng)前景極為廣闊。政策的驅(qū)動(dòng)使光伏系統(tǒng)的成本下降速度大大加快，據(jù)許多機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，光伏發(fā)電很有可能在2020年前后就能實(shí)現(xiàn)“平價(jià)上網(wǎng)”成為21世紀(jì)中葉最有希望的替代能源和本世紀(jì)末最有希望的主力能源。并網(wǎng)技術(shù)大致分為低頻結(jié)構(gòu)并網(wǎng)和高頻結(jié)構(gòu)并網(wǎng)，低頻并網(wǎng)技術(shù)成熟，目前國(guó)內(nèi)有大批公司在從事該產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，而高頻結(jié)構(gòu)并網(wǎng)逆變器的研發(fā)生產(chǎn)還很少。目前，光伏并網(wǎng)采用的絕大多數(shù)都低頻隔離變壓器設(shè)計(jì)，效率較低，設(shè)備固有成本高，安裝成本高，而且安裝不方便，一臺(tái)機(jī)器損壞將導(dǎo)致大面積太陽(yáng)能板失效不工作。而采用高頻微并網(wǎng)逆變器，將有效改善上述缺點(diǎn)，隨著光伏市場(chǎng)的大力發(fā)展，未來(lái)的市場(chǎng)前景空間廣闊。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效且成本較低的低頻光伏微并網(wǎng)逆變器。一種光伏微并網(wǎng)逆變器，其包括升壓電路、連接在直流輸入端與升壓電路之間的直流濾波器、以及連接在升壓電路輸出端的逆變電路，其特征在于，所述逆變電路的輸出端通過(guò)繼電器電路與交流EMC濾波器相連；所述逆變電路為全橋逆變電路，其采用的功率開(kāi)關(guān)器件的控制端與控制單元相連，從控制單元接收低頻正弦脈寬調(diào)制信號(hào)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述逆變電路的輸出端與繼電器電路之間還連接有濾波電感。本實(shí)用新型的光伏微并網(wǎng)逆變器利用程控脈寬調(diào)制技術(shù)，使得裝置的輸出電壓波形為純正弦波，輸出電壓、頻率和相位始終與市電電網(wǎng)相匹配，可并網(wǎng)發(fā)電。此外，淘汰了傳統(tǒng)的工頻變壓逆變方法，不需要變壓器，因此體積小、重量輕、能量轉(zhuǎn)換效率高。更重要的是，這樣的逆變形式適合輸入電壓范圍很寬的情況，有利于同各種容量的太陽(yáng)能電池相匹配，同時(shí)也適用于氫燃料電池等同樣輸入電壓范圍大的其他新興能源電源，是今后逆變器發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。

圖I為一實(shí)施例的光伏微并網(wǎng)逆變器的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型光伏微并網(wǎng)逆變器作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖I中的每個(gè)虛線框代表一個(gè)可實(shí)現(xiàn)特定功能的電路元器件或電路模塊。[0010]如圖I所示，一較佳實(shí)施例中，光伏微并網(wǎng)逆變器主要包括順序連接的直流濾波器LI、升壓電路、逆變電路、繼電器電路和交流EMC濾波器。光伏微并網(wǎng)逆變器還包括與升壓電路和逆變電路相連的控制單元(圖未示)。其中，直流濾波器LI采用共模直流濾波器，其輸出端并聯(lián)有直流濾波電容Cl。升壓電路米用Boost結(jié)構(gòu)升壓電路,包括電感L2、二極管Dl和三極管Q1。電感L2一端與直流濾波器LI的高電壓輸出端相連，另一端與二極管Dl的陽(yáng)極以及三極管Ql的發(fā)射極相連。三極管Ql的發(fā)射極與直流濾波器LI的低電壓輸出端相連并作為升壓電路的低電壓輸出端，其基極與控制單元相連，其開(kāi)關(guān)狀態(tài)受控制單 元控制。二極管Dl的陰極作為升壓電路的高電壓輸出端。升壓電路的輸出端并聯(lián)有直流濾波電容C2。逆變電路是由開(kāi)關(guān)管Q2、Q3、Q4和Q5組成的全橋逆變電路。本實(shí)施例中，全部采用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)作為其功率開(kāi)關(guān)器件，且每個(gè)開(kāi)關(guān)管上都反并聯(lián)有二極管，柵極與控制單元相連，從控制單元接收低頻正弦脈寬調(diào)制信號(hào)(SPWM)。本實(shí)用新型的控制單元采用程控脈寬調(diào)制技術(shù)，使得逆變電路的輸出電壓波形為純正弦波，其輸出電壓、頻率和相位始終與市電電網(wǎng)相匹配，可并網(wǎng)發(fā)電。同時(shí)，控制單元運(yùn)用了在系統(tǒng)可編程和在應(yīng)用可編程技術(shù)，工作人員可在任何時(shí)候?qū)刂茊卧男酒绦蜻M(jìn)行修改，不需要把芯片拆下來(lái)，使得整個(gè)光伏微并網(wǎng)逆變器的生產(chǎn)、調(diào)試、維護(hù)簡(jiǎn)單化，大大降低了開(kāi)發(fā)成本和維護(hù)成本。為使控制單元可輸出SPWM信號(hào)，控制單元的存儲(chǔ)器(EEPROM)中預(yù)存有包括正弦函數(shù)的各點(diǎn)的值的表格。工作中，控制單元不停地從表格中取出正弦函數(shù)的數(shù)據(jù)來(lái)控制PWM信號(hào)的占空比，使得PWM信號(hào)的占空比的變化隨正弦函數(shù)值的變化而變。然后，用交流EMC (電磁兼容性)濾波器中的低通濾波器把高頻的PWM波濾波濾走以后，就剩下低頻的正弦波了?？刂茊卧€應(yīng)用了反“孤島運(yùn)行”保護(hù)技術(shù)。并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)因意外情況出現(xiàn)停電時(shí)，控制單元能夠及時(shí)檢測(cè)出電網(wǎng)停電情況，并控制繼電器電路斷開(kāi)與電網(wǎng)的連接，停止其輸出端L和N向電網(wǎng)送電，以保護(hù)人身和光伏微并網(wǎng)逆變器的安全。為確保逆變器穩(wěn)定運(yùn)行，逆變電路的兩個(gè)輸出端分別串聯(lián)有濾波電感L3和L4。由于本實(shí)用新型光伏微并網(wǎng)逆變器淘汰了傳統(tǒng)的工頻變壓逆變方法，也不使用相對(duì)先進(jìn)的高頻變壓逆變方法，而是采用了更為先進(jìn)的無(wú)隔離逆變技術(shù)，不需要變壓器，不管是體積、重量、效率等方面都優(yōu)于前兩種方法。更重要的是，這樣的逆變形式適合輸入電壓范圍很寬的情況。有利于同各種容量的太陽(yáng)能電池的匹配，同時(shí)也適用于氫燃料電池等同樣輸入電壓范圍大的其他新興能源電源。是今后逆變器發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。此外，逆變器中免去工頻變壓器，減小了裝置體積，減輕了裝置重量，降低了裝置成本。傳統(tǒng)的逆變器使用工頻率變壓器，它占了整個(gè)裝置重量的80%、成本的50%、體積的50%。非常不經(jīng)濟(jì)，而且自耗很大。高頻變壓器雖然大大減小了體積，同時(shí)也使得逆變器本身的效率提高了。雖然對(duì)本實(shí)用新型的描述是結(jié)合以上具體實(shí)施例進(jìn)行的，但是，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員能夠根據(jù)上述的內(nèi)容進(jìn)行許多替換、修改和變化、是顯而易見(jiàn)的。因此，所有這樣的替代、改進(jìn)和變化都包括在附后的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光伏微并網(wǎng)逆變器，包括升壓電路、連接在直流輸入端與升壓電路之間的直流濾波器、以及連接在升壓電路輸出端的逆變電路，其特征在于，所述逆變電路的輸出端通過(guò)繼電器電路與交流EMC濾波器相連；所述逆變電路為全橋逆變電路，其采用的功率開(kāi)關(guān)器件的控制端與控制單元相連，從控制單元接收低頻正弦脈寬調(diào)制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏微并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述逆變電路的輸出端與繼電器電路之間還連接有濾波電感。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光伏微并網(wǎng)逆變器，其包括升壓電路、連接在直流輸入端與升壓電路之間的直流濾波器、以及連接在升壓電路輸出端的逆變電路，其特征在于，所述逆變電路的輸出端通過(guò)繼電器電路與交流EMC濾波器相連；所述逆變電路為全橋逆變電路，其采用的功率開(kāi)關(guān)器件的控制端與控制單元相連，從控制單元接收低頻正弦脈寬調(diào)制信號(hào)。本實(shí)用新型的光伏微并網(wǎng)逆變器利用程控脈寬調(diào)制技術(shù)，使得裝置的輸出電壓波形為純正弦波，輸出電壓、頻率和相位始終與市電電網(wǎng)相匹配，可并網(wǎng)發(fā)電。此外，淘汰了傳統(tǒng)的工頻變壓逆變方法，不需要變壓器，因此體積小、重量輕、能量轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK202535091SQ201220231180
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者繆志威 申請(qǐng)人:惠州市華威能源科技有限公司