專利名稱：雙向逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種逆變器，具體地說(shuō)是一種雙向逆變器，屬于逆變器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源是現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力，是人類生命存在和繁衍的生命線。傳統(tǒng)化石能源的逐步耗竭，使能源危機(jī)已逐步逼近。中國(guó)21世紀(jì)的能源工業(yè)將是能源資源利用與環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的改造型新工業(yè)，因此，合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力開(kāi)發(fā)可再生能源和其它新能源，走多元化潔凈能源發(fā)展道路，是我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。傳統(tǒng)的逆變器(inverter)是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220V、50HZ正弦或方波)。即是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱，錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等。分布式新能源發(fā)電以及分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種新型的利用新能源并優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)，其核心單元是一種分布式雙向逆變器系統(tǒng)，即可以實(shí)現(xiàn)光伏等新能源的接入，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池等儲(chǔ)能裝置的充放電控制，以及對(duì)應(yīng)智能電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的調(diào)節(jié)。雙向逆變器是電網(wǎng)或負(fù)載與儲(chǔ)能裝置之間的接口，能夠應(yīng)用于不同場(chǎng)合。1、并網(wǎng)模式跟隨電網(wǎng)或者其他電壓源(如柴油機(jī))，利用光伏的直流電對(duì)蓄電池充電，同時(shí)經(jīng)過(guò)雙向逆變器之后供給負(fù)載或送入電網(wǎng)；2、離網(wǎng)模式在沒(méi)有電網(wǎng)的情況下，利用光伏的直流電對(duì)蓄電池充電，同時(shí)經(jīng)過(guò)雙向逆變器之后供給負(fù)載；3、混合模式與其他電壓源(如柴油機(jī))一起給電網(wǎng)或負(fù)載供電，也可以利用電網(wǎng)或者其他電壓源(如柴油機(jī))反向?qū)π铍姵亟M充電。目前我國(guó)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng)，即將太陽(yáng)電池發(fā)出的電能給蓄電池充電，而蓄電池直接給負(fù)載供電，如我國(guó)西北地區(qū)使用較多的太陽(yáng)能戶用照明系統(tǒng)以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)的微波站供電系統(tǒng)均為直流系統(tǒng)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但是，由于負(fù)載直流電壓的不同(如12 V、24 V、48 V等)，很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性，特別是民用電力，由于大多為交流負(fù)載，以直流電力供電的光伏電源很難作為商品進(jìn)入市場(chǎng)。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種雙向逆變器，最大限度地利用了太陽(yáng)電池，提高了系統(tǒng)效率，能夠在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)工作，且交流輸出電壓的穩(wěn)定， 在大容量的發(fā)電系統(tǒng)中能夠輸出失真度較小的正弦波，安全可靠。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種雙向逆變器，所述雙向逆變器設(shè)有微控制單元，所述的微控制單元通過(guò)MPPT控制器與DC/DC變換器控制相連，所述的微控制單元通過(guò)SPWM信號(hào)發(fā)生器與DC/AC變換器控制相連；所述的DC/DC變換器與所述的DC/AC變換器相連；所述的DC/DC變換器與蓄電池相連；所述的DC/AC變換器與電網(wǎng)相連；進(jìn)一步地,所述的微控制單元為Atmegal6單片機(jī)、dsPIC單片機(jī)或DSP微處理器，用于光伏陣列電壓電流檢測(cè)、并網(wǎng)電壓電流檢測(cè)、電網(wǎng)電壓同步檢測(cè)。[0014]進(jìn)一步地，所述的蓄電池為太陽(yáng)能電池。進(jìn)一步地，所述的DC/DC變換器，將蓄電池輸出的直流電變換為300-400V直流電，為Boost升壓斬波電路；所述的DC/DC變換器，將直流電逆變?yōu)?20V/50HZ的交流電，為單相全橋逆變電路；所述微控制單元，一方面控制DC/DC環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電池最大功率點(diǎn)跟蹤，另一方面控制DC/AC環(huán)節(jié)，保證輸出的正弦電流與電網(wǎng)相電壓同頻同相。所述的Boost升壓斬波電路能夠在限定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)蓄電池的輸出電壓，使其具有最大功率輸出。所述的SPWM能夠在逆變器輸出交流電能的一個(gè)周期內(nèi)，將直流電能斬成幅值相等、寬度根據(jù)正弦規(guī)律變化的脈沖序列。所述的SPWM發(fā)生器通過(guò)HT1215單相穩(wěn)壓純正弦波逆變芯片發(fā)生PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單相全橋?qū)?。雙向逆變器可用于純交流母線型風(fēng)光柴互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池的充、放電控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中能量的雙向流動(dòng)。風(fēng)光柴互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是依據(jù)太陽(yáng)能和風(fēng)能在空間與時(shí)間上的互補(bǔ)特性而建立起來(lái)的，該系統(tǒng)對(duì)于解決邊陲地區(qū)的能源供應(yīng)問(wèn)題提供了一個(gè)良好途徑。雙向逆變器不僅依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)直流側(cè)電壓進(jìn)行控制，還在能量流動(dòng)的過(guò)程中使得功率因數(shù)接近1，并盡量減少電流中的諧波含量，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。本實(shí)用新型逆變器輸出可采用電流控制方式，無(wú)需控制其幅值，只需控制其頻率和相位，首先用無(wú)隔離的變換器將光伏電池組件轉(zhuǎn)換的直流電壓提升到逆變器并網(wǎng)所需的直流電壓，再經(jīng)過(guò)逆變與電網(wǎng)相連，逆變環(huán)節(jié)采用純正弦波單相逆變芯片，發(fā)生脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)正弦波電流饋送。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于最大限度地利用了太陽(yáng)電池，提高了系統(tǒng)效率，能夠在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)工作，且交流輸出電壓的穩(wěn)定，在大容量的發(fā)電系統(tǒng)中能夠輸出失真度較小的正弦波，安全可靠。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例雙向逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖框圖。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。實(shí)施例1如圖1所示，一種雙向逆變器，所述雙向逆變器設(shè)有MCU (微控制單元)，所述的微控制單元通過(guò)MPPT控制器(最大功率點(diǎn)跟蹤)與DC/DC變換器控制相連，所述的微控制單元通過(guò)SPWM (正弦波脈沖寬度調(diào)制波形)信號(hào)發(fā)生器與DC/AC變換器控制相連；所述的DC/DC變換器與所述的DC/AC變換器相連；所述的DC/DC變換器與蓄電池相連；所述的DC/AC變換器與電網(wǎng)相連；所述的微控制單元為Atmegal6單片機(jī)、dsPIC單片機(jī)或DSP微處理器，例如TMS320F2808型處理器，用于光伏陣列檢測(cè)、并壓電網(wǎng)檢測(cè)、電網(wǎng)電壓同步檢測(cè)。[0030]所述的蓄電池為太陽(yáng)能電池。所述的DC/DC變換器，將蓄電池輸出的直流電變換為300-400V直流電，為Boost升壓斬波電流；所述的DC/DC變換器，將直流電逆變?yōu)?20V/50HZ的交流電，為單相全橋逆變電路；所述微控制單元，一方面控制DC/DC環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電池最大功率點(diǎn)跟蹤，另一方面控制DC/AC環(huán)節(jié)，保證輸出的正弦電流與電網(wǎng)相電壓同頻同相。所述的Boost升壓斬波電流能夠在限定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)蓄電池的輸出電壓，使其具有最大功率輸出。所述的SPWM能夠在逆變器輸出交流電能的一個(gè)周期內(nèi)，將直流電能斬成幅值相等、寬度根據(jù)正弦規(guī)律變化的脈沖序列。所述的SPWM發(fā)生器通過(guò)HT1215單相穩(wěn)壓純正弦波逆變芯片發(fā)生PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單相全橋?qū)?。最后?yīng)說(shuō)明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙向逆變器，其特征在于所述雙向逆變器設(shè)有微控制單元，所述的微控制單元通過(guò)MPPT控制器與DC/DC變換器控制相連，所述的微控制單元通過(guò)SPWM信號(hào)發(fā)生器與DC/AC變換器控制相連； 所述的DC/DC變換器與所述的DC/AC變換器相連；所述的DC/DC變換器與蓄電池相連；所述的DC/AC變換器與電網(wǎng)相連； 所述的微控制單元，用于光伏陣列電壓電流檢測(cè)、并網(wǎng)電壓電流檢測(cè)、電網(wǎng)電壓同步檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向逆變器，其特征在于所述的微控制單元為Atmegaie單片機(jī)或dsPIC單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向逆變器，其特征在于所述的微控制單元為DSP微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙向逆變器，其特征在于所述的DC/DC變換器，將蓄電池輸出的直流電變換為300-400V直流電，為Boost升壓斬波電路；所述的DC/DC變換器，將直流電逆變?yōu)?20V/50HZ的交流電，為單相全橋逆變電路；所述微控制單元，一方面控制DC/DC環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電池最大功率點(diǎn)跟蹤，另一方面控制DC/AC環(huán)節(jié)，保證輸出的正弦電流與電網(wǎng)相電壓同頻同相。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向逆變器，其特征在于所述的蓄電池為太陽(yáng)能電池。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙向逆變器，所述雙向逆變器設(shè)有微控制單元，所述的微控制單元通過(guò)MPPT控制器與DC/DC變換器控制相連，所述的微控制單元通過(guò)SPWM發(fā)生器與DC/AC變換器控制相連；所述的DC/DC變換器與所述的DC/AC變換器相連；所述的DC/DC變換器與蓄電池相連；所述的DC/AC變換器與電網(wǎng)相連；所述的微控制單元，用于光伏陣列電壓電流檢測(cè)、并網(wǎng)電壓電流檢測(cè)、電網(wǎng)電壓同步檢測(cè)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于最大限度地利用了太陽(yáng)電池，提高了系統(tǒng)效率，能夠在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)工作，且交流輸出電壓的穩(wěn)定，在大容量的發(fā)電系統(tǒng)中能夠輸出失真度較小的正弦波，安全可靠。
文檔編號(hào)H02M7/68GK202872688SQ20122055823
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者姜偉, 李國(guó)林 申請(qǐng)人:新疆嘉盛陽(yáng)光風(fēng)電科技股份有限公司