專利名稱：一種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]目前，光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能發(fā)電主要的應(yīng)用形式，大多數(shù)三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)均為三相對(duì)稱輸出。當(dāng)電業(yè)部門限制光伏發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)發(fā)電并且本地負(fù)載三相不對(duì)稱時(shí)，這種三相對(duì)稱輸出的光伏發(fā)電系統(tǒng)只能按三相負(fù)載中最小一相的負(fù)載電流來限制逆變器輸出，如果此時(shí)光伏電池可發(fā)電功率大于負(fù)載功率，則多余可發(fā)電能量被限制(極端情況:一相負(fù)載電流為O時(shí)，逆變器輸出限制為0，發(fā)電功率完全被限制)，降低了太陽能利用效率、使投資回收的周期加長(zhǎng)。[0003]隨著近年來光伏產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展，光伏市場(chǎng)成本逐步降低、用電價(jià)格不斷增長(zhǎng)、光伏發(fā)電政府補(bǔ)貼越來越低，使自發(fā)自用的光伏逆變器的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。對(duì)于家用光伏發(fā)電系統(tǒng)，一般工作日白天和深夜用電較少，傍晚用電較多，適合采用具有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的光伏逆變器，將白天光伏電池發(fā)出的多余電能儲(chǔ)存起來、傍晚再從儲(chǔ)能環(huán)節(jié)釋放出來使用；此外當(dāng)電網(wǎng)故障斷電情況下，儲(chǔ)能環(huán)節(jié)儲(chǔ)存的電能可通過逆變器為用戶提供應(yīng)急電源；對(duì)于公司或小區(qū)用的中功率光伏逆變器，工作日與假日用電負(fù)荷也有所區(qū)別、當(dāng)電網(wǎng)故障情況下也需要提供應(yīng)急電源，因此也適合采用具有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的光伏逆變器。[0004]基于以上情況，跟蹤三相不平衡負(fù)載輸出的中小功率儲(chǔ)能型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)更適合家庭和小區(qū)等就地利用太陽能，可提高光伏發(fā)電的就地利用率；電網(wǎng)故障時(shí)可運(yùn)行于孤島模式，為本地負(fù)載提供應(yīng)急電源。目前國內(nèi)外產(chǎn)品中普遍采用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)能型單相并網(wǎng)光伏逆變器構(gòu)成三相儲(chǔ)能型光伏發(fā)電系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)是采用現(xiàn)成儲(chǔ)能型單相并網(wǎng)光伏逆變器產(chǎn)品，通用性好，便于實(shí)現(xiàn)三相不平衡電流輸出；但缺點(diǎn)是單相并網(wǎng)光伏逆變器所采用的直流濾波電容容量大、體積大、成本高，三相之間需通過通信或聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)存在的直流濾波電容容量大、體積大、 成本高等問題。[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:[0007]—種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏電池陣列、升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC隔離變換器、第一濾波電容、第二濾波電容、三相四橋臂逆變器、濾波器、第一開關(guān)、第二開關(guān)和控制器，所述的光伏電池陣列與升壓斬波器連接，所述的蓄電池組與充放電斬波器連接，所述的升壓斬波器和充放電斬波器通過第一直流母線與DC/DC隔離變換器連接，第一直流母線并聯(lián)有第一濾波電容，該DC/DC隔離變換器通過第二直流母線與三相四橋臂逆變器連接，第二直流母線并聯(lián)有第二濾波電容，三相四橋臂逆變器與濾波器連接，該濾波器與第二開關(guān)連接，第二開關(guān)與本地負(fù)載和第一開關(guān)連接，第一開關(guān)與電網(wǎng)連接，控制器與升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC隔離變換器、三相四橋臂逆變器、第一開關(guān)、第二開關(guān)及電網(wǎng)相連接實(shí)現(xiàn)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的信號(hào)反饋與控制。[0008]而且，所述的光伏電池陣列及升壓斬波器可以為一組或若干組，每個(gè)光伏電池陣列與相應(yīng)的升壓斬波器相連接。[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:[0010]1、本系統(tǒng)采用三相四橋臂逆變器構(gòu)成，與采用三臺(tái)單相逆變器構(gòu)成三相逆變器的方案相比，具有體積小、重量輕、控制器簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。[0011]2、本系統(tǒng)利用三相四橋臂逆變器跟蹤三相不平衡負(fù)載輸出，同時(shí)采用蓄電池組進(jìn)行儲(chǔ)能，不僅為負(fù)載提供穩(wěn)定的電能，也提高了光伏發(fā)電的就地利用率。[0012]3、本系統(tǒng)采用隔離方案，減小了系統(tǒng)漏電流，提高了安全性能。


[0013]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
[0014]
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。[0015]一種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，如圖1所示，包括光伏電池陣列、升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC隔離變換器、第一濾波電容(濾波電容I)、第二濾波電容(濾波電容2)、三相四橋臂逆變器、濾波器、第一開關(guān)(開關(guān)I)、第二開關(guān)(開關(guān)2)和控制器，所述的光伏電池陣列與升壓斬波器連接，所述的蓄電池組與充放電斬波器連接，所述的升壓斬波器和充放電斬波器通過第一直流母線(直流母線I)與DC/DC隔離變換器連接，第一直流母線(直流母線I)并聯(lián)有第一濾波電容(濾波電容1)，該DC/DC隔離變換器通過第二直流母線(直流母線2)與三相四橋臂逆變器連接，第二直流母線(直流母線2)并聯(lián)有第二濾波電容(濾波電容2)，三相四橋臂逆變器與濾波器連接，該濾波器與第二開關(guān)(開關(guān)2)連接，第二開關(guān)(開關(guān)2)與本地負(fù)載和第一開關(guān)(開關(guān)I)連接，第一開關(guān)(開關(guān)I)與電網(wǎng)連接，控制器與升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC隔離變換器、三相四橋臂逆變器、第一開關(guān)(開關(guān)I)、第二開關(guān)(開關(guān)2)及電網(wǎng)相連接實(shí)現(xiàn)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的信號(hào)反饋與控制。下面對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)部分分別進(jìn)行說明:[0016]光伏電池陣列及升壓斬波器可以為一組或若干組。光伏電池陣列I與升壓斬波器 I連接，光伏電池陣列2與升壓斬波器2連接，光伏電池陣列η與升壓斬波器η連接。各升壓斬波器按最大功率追蹤方法控制光伏電池陣列輸出電壓，使每組光伏電池陣列按最大功率輸出電能。[0017]蓄電池組與充放電斬波器連接。通過充放電斬波器控制蓄電池組充電和放電，當(dāng)光伏電池陣列發(fā)電功率小于負(fù)載功率時(shí)，可由電網(wǎng)補(bǔ)充 供電，也可控制蓄電池放電運(yùn)行，補(bǔ)充光伏電池陣列發(fā)電功率不足的部分；當(dāng)光伏電池陣列發(fā)電功率大于負(fù)載功率時(shí)，將剩余電能向蓄電池充電運(yùn)行。不僅為負(fù)載提供穩(wěn)定的電能，也提高了光伏發(fā)電的就地利用率。[0018]升壓斬波器和充放電斬波器通過直流母線I與DC/DC隔離變換器連接，直流母線I并聯(lián)有濾波電容1，DC/DC隔離變換器通過直流母線2與三相四橋臂逆變器連接，直流母線 2并聯(lián)有濾波電容2。通過DC/DC隔離變換器實(shí)現(xiàn)光伏電池陣列與電網(wǎng)或負(fù)載隔離，減小系統(tǒng)漏電流，確保系統(tǒng)安全性。[0019]三相四橋臂逆變器與濾波器連接，濾波器與開關(guān)2連接，開關(guān)2與本地負(fù)載和開關(guān) I連接，開關(guān)I與電網(wǎng)連接。三相四橋臂逆變器可為三相不平衡負(fù)載電流提供一條零序電流通道，通過控制器合理的運(yùn)算和控制，使該逆變器可以根據(jù)三相不平衡負(fù)載情況提供所需的不平衡電流輸出。當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，分?jǐn)嚅_關(guān)2，由電網(wǎng)向本地負(fù)載供電；在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，分?jǐn)嚅_關(guān)1，光伏發(fā)電系統(tǒng)可運(yùn)行于孤島模式，作為應(yīng)急電源向本地負(fù)載供電。[0020]控制器輸入光伏發(fā)電系統(tǒng)的反饋信號(hào)，通過運(yùn)算調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制。[0021]需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范 圍。
權(quán)利要求1.一種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括光伏電池陣列、升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC隔離變換器、第一濾波電容、第二濾波電容、三相四橋臂逆變器、濾波器、第一開關(guān)、第二開關(guān)和控制器，所述的光伏電池陣列與升壓斬波器連接，所述的蓄電池組與充放電斬波器連接，所述的升壓斬波器和充放電斬波器通過第一直流母線與DC/DC隔離變換器連接，第一直流母線并聯(lián)有第一濾波電容，該DC/DC 隔離變換器通過第二直流母線與三相四橋臂逆變器連接，第二直流母線并聯(lián)有第二濾波電容，三相四橋臂逆變器與濾波器連接，該濾波器與第二開關(guān)連接，第二開關(guān)與本地負(fù)載和第一開關(guān)連接，第一開關(guān)與電網(wǎng)連接，控制器與升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC 隔離變換器、三相四橋臂逆變器、第一開關(guān)、第二開關(guān)及電網(wǎng)相連接實(shí)現(xiàn)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的信號(hào)反饋與控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的光伏電池陣列及升壓斬波器可以為一組或 若干組，每個(gè)光伏電池陣列與相應(yīng)的升壓斬波器相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用三相四橋臂逆變器的隔離型儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其主要技術(shù)特點(diǎn)是包括光伏電池陣列、升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC隔離變換器、第一濾波電容、第二濾波電容、三相四橋臂逆變器、濾波器、第一開關(guān)、第二開關(guān)和控制器，控制器與升壓斬波器、蓄電池組、充放電斬波器、DC/DC隔離變換器、三相四橋臂逆變器、第一開關(guān)、第二開關(guān)及電網(wǎng)相連接實(shí)現(xiàn)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的信號(hào)反饋與控制。本實(shí)用新型利用三相四橋臂逆變器跟蹤三相不平衡負(fù)載輸出，同時(shí)采用蓄電池組進(jìn)行儲(chǔ)能，不僅為負(fù)載提供穩(wěn)定的電能，也提高了光伏發(fā)電的就地利用率，減小了系統(tǒng)漏電流，具有體積小、重量輕、控制器簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/32GK203151115SQ20132010779
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者伍豐林, 芮春保, 許希, 孔凡建, 楚子林, 郭培健, 耿耿, 李釗, 王國建, 董鉞 申請(qǐng)人:天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所有限公司, 江蘇輝倫太陽能科技有限公司