本實(shí)用新型涉及一種太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電逆變器裝置，尤其是能夠延長光伏發(fā)電時(shí)間的逆變裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)新能源的迫切需求和光伏發(fā)電技術(shù)的日益成熟，光伏發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入大面積推廣階段。

目前，通常的太陽能光伏逆變裝置多是單級(jí)逆變裝置，其逆變器只有一級(jí)逆變裝置，直接對(duì)光伏電池板輸出的直流電進(jìn)行逆變，進(jìn)而并網(wǎng)發(fā)電。這種單極逆變器的顯著缺點(diǎn)在于，光伏電池板輸出的直流電壓需要大于逆變器最小輸入電壓時(shí)，逆變裝置才能正常工作。早晨陽光較弱時(shí)，光伏電池板輸出電壓較低達(dá)不到逆變器最小輸入電壓，此時(shí)逆變裝置無法工作；傍晚陽光減弱時(shí)，逆變裝置將較早的無法工作。這樣的逆變器開始時(shí)間較晚，關(guān)閉時(shí)間較早，由此可見這種單極結(jié)構(gòu)逆變器已經(jīng)較為明顯的影響了光伏逆變器的并網(wǎng)發(fā)電時(shí)間。除此以外，單級(jí)逆變裝置的單一電路需要實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT、光伏組件電壓匹配等內(nèi)容，使得設(shè)計(jì)上較為復(fù)雜，且控制難度較大；環(huán)境變化劇烈時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)震蕩，波形精度變差等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有的光伏逆變器有效發(fā)電時(shí)間較短，早晨啟動(dòng)較晚，傍晚關(guān)閉較早的不足，本實(shí)用新型提出一種能夠顯著延長發(fā)電時(shí)間的兩級(jí)裝置，本裝置能夠在早晨光線較弱時(shí)即開始工作，推遲傍晚關(guān)閉時(shí)間，顯著延長發(fā)電時(shí)間。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型的一種延長發(fā)電時(shí)間的光伏并網(wǎng)逆變器，包括與PV太陽能電池板連接的第一直流濾波電路；與第一直流濾波電路濾波連接，接收第一直流濾波電路輸出電壓和電流信號(hào)的后級(jí)電容陣列；與后級(jí)電容陣列連接的Boost電路；與Boost電路連接，接收所述Boost電路輸出電壓信號(hào)的第二直流濾波電路；與第二直流濾波電路連接的逆變電路；與逆變電路連接的電感電容交流濾波電路；所述電感電容交流濾波電路的輸出與交流電網(wǎng)連接；采集第一直流濾波電路輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)以及所述Boost升壓電路輸出的電壓信號(hào)并送入控制器，所述控制器輸出PWM信號(hào)到所述Boost電路的開關(guān)管；采集所述逆變器電路輸出的交流電壓信號(hào)和電流信號(hào)，并通過過零比較電路采集電網(wǎng)電壓的相位信息，并送入控制器，所述控制器輸出SPWM信號(hào)到所述逆變電路的開關(guān)管，控制逆變后輸出的電壓和電網(wǎng)電壓同頻率。

進(jìn)一步，Boost電路開關(guān)管與控制器中MPPT最大功率點(diǎn)跟蹤模塊連接。

有益效果：本設(shè)計(jì)采用雙級(jí)設(shè)計(jì)，并且本兩級(jí)裝置將MPPT最大功率點(diǎn)跟蹤和逆變并網(wǎng)兩部分分開設(shè)置，前級(jí)保證光伏電池運(yùn)行在MPPT最大功率點(diǎn)，保證輸入直流電壓穩(wěn)定精確；后級(jí)逆變電路由SPWM驅(qū)動(dòng)，將穩(wěn)定的直流電壓逆變成為高質(zhì)量的交流電。前后兩級(jí)分開設(shè)置使得電路控制簡單，電流跟蹤良好，功率因數(shù)接近1；SPWM使得經(jīng)過交流濾波器濾波后的交流波形平滑，諧波含量少。

附圖說明

圖1是本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路。

具體實(shí)施方式

在圖1所示的結(jié)構(gòu)框圖中，左邊PV為太陽能電池板輸入，經(jīng)過第一直流濾波電路1濾波后變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，后級(jí)電容陣列2使其作為Boost電路的電壓輸入，Boost電路將PV太陽能電池板輸入電壓抬升至符合后級(jí)全橋逆變電路的輸入電壓，將經(jīng)過第一直流濾波電路濾波后的電壓和電流信號(hào)以及經(jīng)Boost升壓電路后的信號(hào)送入控制器；Boost電路的輸出電壓經(jīng)過第二直流濾波電路3后，送入全橋逆變電路4，全橋逆變電路4將升壓后的直流電逆變成為工頻交流電，經(jīng)過電感電容交流濾波電路5濾波后接入負(fù)載并入電網(wǎng)。

將經(jīng)過第一直流濾波電路濾波后的直流電取出作為各模塊芯片的直流電源；將經(jīng)過第一直流濾波電路濾波的電壓電流經(jīng)采樣送入控制器，并將Boost升壓電路輸出的電壓信號(hào)采樣送入控制器，以控制Boost電路中IGBT的占空比，使得PV工作在最大功率點(diǎn)處。MPPT模塊對(duì)Boost電路開關(guān)管PWM控制，將升壓后的電壓送入全橋逆變電路，由上述控制器對(duì)全橋逆變電路進(jìn)行SPWM控制，使其逆變電壓達(dá)到并網(wǎng)條件。

本實(shí)施例中，DSP選用TI公司的TMS320F28335，逆變電路4采用全橋逆變電路。首先通過過零比較電路采集電網(wǎng)電壓的相位信息后輸出到控制器，并采集全橋逆變電路變后的交流電流與交流電壓信號(hào)后輸出到控制器，控制器通過運(yùn)算輸出SPWM信號(hào)到逆變電路4的開關(guān)管，控制全橋逆變電路，使得逆變后的輸出電壓和電網(wǎng)電壓的同頻率，保證逆變電路的逆變質(zhì)量。

如圖2所示的控制器和驅(qū)動(dòng)電路6之間作用的隔離芯片的接線原理圖。采用的光耦隔離芯片型號(hào)為HCPL4504，這是一款高速光耦，能夠適應(yīng)IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)20K頻率。HCPL4504光耦的7腳、8腳需要短接使用，8腳接至5.0V直流電源，6腳為信號(hào)輸出端，接IGBT門級(jí)，控制IGBT通斷，并由10K歐姆電阻上拉至電源正極，5腳為接地端，2腳為DSP端Vdd，3腳接DSP輸出信號(hào)。

在光伏并網(wǎng)發(fā)電過程中，早晨光照較弱時(shí)，光伏電池板電壓較低，輸入Boost升壓電路進(jìn)行升壓，由控制器控制PWM占空比，使其輸出電壓達(dá)到全橋逆變器最小工作電壓，并計(jì)算此時(shí)光伏電池板的最大功率點(diǎn)電壓，進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟隨，全橋逆變電路可以正常工作，即并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可以較早的開始工作。傍晚光照較弱時(shí)，Boost升壓電路也能夠進(jìn)行升壓，將光伏電池板電壓抬升到全橋逆變電路最小工作電壓，保證正常工作，即并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可以較晚的關(guān)閉。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。