本實用新型涉及單相并網(wǎng)逆變器，特別涉及一種主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器。

背景技術：

目前，人類的能源消費主要以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主，化石能源在燃燒過程中會排放溫室氣體和污染物，化石能源的過度開采和大量使用造成全球氣候變化、環(huán)境污染，直接威脅人類的生存環(huán)境；當前已探明的化石能源儲量有限，隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，人類對能源需求不斷增加，化石能源最終必然枯竭，人類將面臨能源危機的嚴峻挑戰(zhàn)，因此發(fā)展可再生能源、實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展是人類解決能源危機的重要方式，受到國內(nèi)外廣泛關注。目前風能和太陽能等可再生能源在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應用，世界各國出臺相關的政策法規(guī)鼓勵發(fā)展可再生能源，1997年，美國宣布“百萬屋頂計劃”，即在1997年至2010年期間，在百萬個屋頂上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，并于2000年開始執(zhí)行新的5年國家光伏計劃以保持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)世界領導地位的戰(zhàn)略目標。德國于2000年頒布《可再生能源法》鼓勵發(fā)展可再生能源，大幅度提高可再生能源在總能源中的比重。2005年，為促進可再生能源的開發(fā)利用，增加能源供應，改善能源結構，保障能源安全，保護環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，第十屆全國人民代表大會常務委員會第十四次會議通過并制定了《中華人民共和國可再生能源法》，鼓勵可再生能源的開發(fā)和利用，建立和發(fā)展我國的可再生能源市場，此后又于2007年和2008年分別頒布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》和《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》，進一步扶持國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，健全國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)市場。

新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過并網(wǎng)逆變器與公共電力系統(tǒng)相連接，直接向電網(wǎng)供電，是電力系統(tǒng)的組成部分，與離網(wǎng)系統(tǒng)相比，并網(wǎng)系統(tǒng)省去了大容量蓄電池，對新能源發(fā)電采用最大功率跟蹤技術以提高效率，初期建設成本較低，因此，并網(wǎng)運行是今后新能源發(fā)電主要運行方式。

并網(wǎng)逆變器作為新能源并網(wǎng)發(fā)電的關鍵設備之一，其運行性能直接影響電力系統(tǒng)的輸電質(zhì)量。并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)的比例不斷增加，并網(wǎng)系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間的相互影響不容忽視，尤其是對于廣大邊遠農(nóng)村較為脆弱的電力系統(tǒng)，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的出力使得電網(wǎng)的規(guī)劃方式發(fā)生變化，影響電網(wǎng)的電源規(guī)劃和饋線潮流，從而影響?zhàn)伨€電壓及饋線上的電壓調(diào)節(jié)設備的正常工作，直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

綜上所述，目前新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所采用的并網(wǎng)逆變器，不具備并網(wǎng)點負載功率監(jiān)測的功能，無法實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功率與并網(wǎng)點負載功率協(xié)調(diào)控制，尤其并網(wǎng)點是電力系統(tǒng)較為脆弱的地區(qū)，抑制并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)向電力系統(tǒng)并網(wǎng)點注入有功功率，最大限度的降低并網(wǎng)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。因此如何協(xié)調(diào)控制各個并網(wǎng)點的新能源發(fā)電功率與負載功率成為目前并網(wǎng)逆變器亟待解決的重要課題之一。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器，具有根據(jù)并網(wǎng)點負載功率自動調(diào)節(jié)直流側輸入功率、主動限制并網(wǎng)電流的功能，實現(xiàn)并網(wǎng)點有功功率非正注入。

本實用新型的上述目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器，包括負載和電網(wǎng)，還包括

直流升壓電路，連接一直流電源，用于最大功率跟蹤；

逆變電路，連接直流升壓電路和電網(wǎng)之間，用于輸出正弦波電流；

并網(wǎng)接線盒，連接逆變電路、負載以及電網(wǎng)，用于將逆變電路所輸出的電流輸出至電網(wǎng)或負載；

負載電流檢測傳感器，設置在負載與并網(wǎng)接線盒之間，用于采集負載所用的電壓或電流；

控制模塊，分別連接直流升壓電路、逆變電路以及負載電流檢測傳感器，所述控制模塊包括最大功率跟蹤模式和防逆流模式，當所述控制模塊處于防逆流模式時，所述控制模塊依據(jù)負載電流檢測傳感器采集到的電流和電網(wǎng)電壓計算出負載的有功功率，并依據(jù)有功功率計算出逆變電路輸入至并網(wǎng)接線盒的功率上限，并控制逆變電路輸出電流；當所述控制模塊處于最大功率跟蹤模式時，所述控制模塊控制所述逆變電路輸出逆變電路所能輸出的最大功率。

進一步的，所述控制模塊連接一用于切換控制模塊工作模式的切換裝置。

進一步的，在防逆流模式下，所述控制模塊依據(jù)負載的有功功率控制所述直流升壓電路所輸出的功率小于或等于負載的有功功率。

進一步的，所述直流電源包括光伏電池、蓄電池以及風力發(fā)電機的一個或多個。

進一步的，所述直流電源與所述直流升壓電路之間串接一EMC濾波器。

進一步的，所述逆變電路連接繼電器組，所述繼電器組連接控制模塊，并受控于控制模塊啟/閉。

進一步的，所述控制模塊連接一液晶顯示屏。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

1.可根據(jù)并網(wǎng)點負載功率自動調(diào)節(jié)直流側輸入功率、主動限制并網(wǎng)電流的功能，實現(xiàn)并網(wǎng)點有功功率非正注入；

2.逆變器運行于防逆流模式時，大大降低了逆變器對電網(wǎng)和其他電氣設備的影響，有利于維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

3.可運行于兩種模式，用戶可靈活切換，以適應各種性質(zhì)的電網(wǎng)條件，尤其對于邊遠地區(qū)較為脆弱的電網(wǎng)，提供了一種解決方案。

附圖說明

圖1是主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)框圖；

圖2是主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器內(nèi)部主要電路的電路圖及交直流端子接線圖。

1、直流電源；2、濾波器；3、直流升壓電路；4、逆變電路；5、交流電抗器；6、繼電器組；8、負載；9、負載電流檢測傳感器；10、并網(wǎng)點接線盒；11、控制模塊；12、液晶顯示面板；13、交流電網(wǎng)。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

參照圖1和圖2所示，主動防逆流型單相并網(wǎng)逆變器包括直流電源1、濾波器2、直流升壓電路3、逆變電路4、交流電抗器5、繼電器組6、用電負載8、并網(wǎng)接線盒10、控制模塊11以及顯示屏12，其中，直流電源1包括光伏電池、蓄電池以及風力發(fā)電機的一個或多個，直流電源1通過逆變器4的直流側EMC濾波器2與直流升壓電路3相連，向逆變器提供直流輸入功率。直流升壓電路3將直流電源1的電壓進行變換后輸送至電壓型逆變器4的直流側，電壓型逆變器4從直流側吸收功率，通過交流電抗器5、繼電器組6以及EMC濾波器7向并網(wǎng)點輸出與交流電網(wǎng)13電壓同相位的正弦交流電流。逆變器交流側EMC濾波器7和負載8以并聯(lián)的接線方式接至并網(wǎng)點接線盒10?？刂颇K11通過負載電流檢測傳感器9實時采集負載8的電流，并據(jù)此實時計算負載8的有功功率，控制模塊11還分別于直流升壓電路3、電壓型逆變器電路4、繼電器組6以及液晶顯示面板相連并對其進行控制。

逆變器運行于防逆流模式時，控制模塊11根據(jù)負載電流檢測傳感器9采集的負載8的電流和電網(wǎng)電壓實時計算負載8的有功功率，然后由負載8的有功功率除以電網(wǎng)電壓計算出逆變器此時應向電網(wǎng)并網(wǎng)點接線盒10處注入的有功電流上限，并以此作為電流上限對電壓型逆變器4的絕緣柵型雙極性晶體管（IGBT）的占空比進行實時調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)對逆變器的限流控制。為確保逆變器直流輸入功率與交流輸出功率的平衡，控制模塊11以負載8的有功功率為上限對直流升壓電路3的IGBT升壓占空比進行調(diào)節(jié)以控制直流輸入功率，使得直流功率小于等于負載8的有功功率，實現(xiàn)逆變器輸出的有功率和負載8的有功功率代數(shù)和小于等于零，實現(xiàn)了并網(wǎng)點接線盒10處向電網(wǎng)有功功率的非正注入。逆變器運行于最大功率跟蹤模式時，逆變器控制模塊11忽略負載電流檢測傳感器9檢測負載8的電流，以最大功率跟蹤對直流升壓電路3進行控制，逆變器以自身容量為上限和直流電源1可能輸出的最大功率運行。用戶可通過液晶顯示面板12按鍵切換逆變器的運行模式，開啟或關閉逆變器防逆流功能。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。