光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電以其安全可靠、無污染、無噪聲、無需消耗燃料，無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，拆裝移動(dòng)簡(jiǎn)易、不會(huì)破壞市容環(huán)境等特有的優(yōu)勢(shì)，將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的不可再生能源。
[0003]隨著世界能源的緊張，人們環(huán)保節(jié)能減排意識(shí)的不斷加強(qiáng)，開發(fā)研制綠色環(huán)保的發(fā)電系統(tǒng)將備受世人關(guān)注，世界的能源結(jié)構(gòu)，將以資源有限、污染嚴(yán)重的石化能源為主的能源逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐再Y源無限、清潔的可再生能源為主的能源結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源作為新興的綠色能源，正得到迅速的推廣應(yīng)用。
[0004]太陽(yáng)能和風(fēng)能更是一種用之不竭、清潔的可再生能源，近年來由于控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已取得了顯著的進(jìn)步。歐美許多國(guó)家的風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)已具備了與火電競(jìng)爭(zhēng)的能力，利用太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電已成為當(dāng)今發(fā)展最快的兩種新能源。
[0005]目前在直流變交流的變頻逆變系統(tǒng)中，廣泛采用的異步電動(dòng)機(jī)變頻逆變用的逆變器大多是由全控器件組成的三相正弦波逆變器，產(chǎn)生正弦波必需采用高頻化的PWM(脈沖寬度調(diào)制技術(shù))?，F(xiàn)有的技術(shù)方案重在設(shè)計(jì)逆變器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。而這些造成變頻器成本高、體積大、損耗大、線路復(fù)雜等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決中、高壓變頻逆變，提供了一種光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)。具體為: 一種光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，包括逆變器和第一變壓器，其中逆變器的輸入端連接直流電源，逆變器的輸出端連接第一變壓器的輸入端，該光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)還包括第二變壓器，第一變壓器的輸出端再連接第二變壓器的輸入端，最后由第二變壓器的輸出端輸出該變頻逆變系統(tǒng)的輸出電壓。
[0007]進(jìn)一步地，逆變器的輸入電壓為400-700V。
[0008]進(jìn)一步地，所述光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)還包括無源濾波器，且所述逆變器的輸出端連接第一變壓器的輸入端具體包括:逆變器的輸出端首先連接無源濾波器的輸入端，然后無源濾波器得輸出端再與第一變壓器的輸入端采用串聯(lián)的方式連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一變壓器與第二變壓器采用星型方式連接，并輸出多電平電壓。
[0010]進(jìn)一步地，所述第二變壓器的輸出端還包括零線輸出端和火線輸出端。
[0011]進(jìn)一步地，所述多電平電壓包括220V和380V電壓。
[0012]進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括信號(hào)調(diào)理電路，該電路包括隔離器件，且所述隔離器件設(shè)置在所述第一變壓器的輸出端。
[0013]進(jìn)一步地，輸入到逆變器的輸入端的所述直流電來自蓄電池或蓄電瓶。
[0014]進(jìn)一步地，所述逆變器包括三個(gè)單相H橋，每個(gè)單相H橋由4個(gè)IGBT管組成，每個(gè)單相H橋的直流側(cè)并聯(lián)有兩個(gè)電容作為IGBT管的吸收電容，在三個(gè)單相H橋的直流側(cè)并聯(lián)有兩個(gè)相互串連的電解電容，作為H橋的儲(chǔ)能電容。
[0015]進(jìn)一步地，所述第二變壓器通過中性線端與其三相繞組任一端之間產(chǎn)生220V電壓并輸出，中性線作為零線輸出，三相繞組的任意兩端之間產(chǎn)生380V電壓并輸出，三相繞組的任意端作為火線輸出。
[0016]本發(fā)明簡(jiǎn)化了逆變器的復(fù)雜性，采用多重變壓器的技術(shù)方案極大地簡(jiǎn)化了光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有利于整體制造成本的下降，便于維護(hù)。另外，促進(jìn)了太陽(yáng)能和風(fēng)能的有效利用，有利于太陽(yáng)能和風(fēng)電資源的大規(guī)模開發(fā)以及新能源利用服務(wù)的推廣。
【附圖說明】
[0017]圖1示出了本發(fā)明的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖；
圖2示出了本發(fā)明中逆變器與第一變壓器的一種電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一種光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其將充電儲(chǔ)能模塊的充能超級(jí)電容器中的電能通過變頻逆變?yōu)樵O(shè)定的AC交流電信號(hào)。該系統(tǒng)包括逆變器和第一變壓器，其中逆變器的輸入端連接直流電源，逆變器的輸出端連接第一變壓器的輸入端，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電(一般為220V、50Hz的正弦交流電或方波形交流電)。
[0019]可選地，該光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)還包括第二變壓器，第一變壓器的輸出端再連接第二變壓器的輸入端，最后由第二變壓器的輸出端輸出該變頻逆變系統(tǒng)的輸出電壓。
[0020]所述的直流電源為400-700V，可選地，該直流電源來自蓄電池或蓄電瓶等充電儲(chǔ)能模塊。優(yōu)選地，該直流電源來自于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過風(fēng)、光等自然能量轉(zhuǎn)換成的電能，具體地，可以包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池組、蓄電池(組)等光伏陣列發(fā)電模塊。當(dāng)然，其他未在此列舉的光伏電源也能夠作為發(fā)電模塊提供直流電源。在一個(gè)實(shí)施例中，該直流電源可以采用CSG170S1-35型號(hào)器件產(chǎn)品，它采用具有最大功率點(diǎn)跟蹤功能的能量?jī)?yōu)化控制器輸出穩(wěn)定的直流輸出。
[0021]所述第一變壓器與第二變壓器采用星型方式連接，并輸出多電平電壓。優(yōu)選地，該多電平包括380V和220V兩種。在其他的實(shí)施例中，根據(jù)需要還可以包括110V、60V等電壓，這些電壓的產(chǎn)生可以通過多級(jí)變壓實(shí)現(xiàn)。其他量級(jí)和類型的電壓是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在閱讀了本發(fā)明的基礎(chǔ)上，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出修改就能實(shí)現(xiàn)的。
[0022]具體來說，所述第二變壓器通過中性線端與其三相繞組任一端之間產(chǎn)生220V電壓并輸出，中性線作為零線輸出，三相繞組的任意兩端之間產(chǎn)生380V電壓并輸出，三相繞組的任意端作為火線輸出。
[0023]如圖2所示，為光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)的逆變器與第一變壓器的連接電路的一種實(shí)施方式。圖2中，逆變器的交流側(cè)經(jīng)過無源濾波器濾波之后經(jīng)第一變壓器將諧波電壓藕合到第一變壓器的輸出側(cè)。輸入到逆變器的電壓為400V-700V直流電壓，從第一變壓器的輸出端輸出的電壓包括U、V、W和N四端。
[0024]逆變器的結(jié)構(gòu)形式為三個(gè)單相H橋，每個(gè)單相H橋由4個(gè)IGBT管組成，每組H橋之間并聯(lián)有兩個(gè)吸收電容(圖中的C1、C2，C3、C4，C5、C6)在三個(gè)單相H橋的直流側(cè)并聯(lián)有相互串連的兩個(gè)電解電容(圖中的⑶1、⑶2);逆變器的輸出端連接無源濾波器(CF1、LF1、RF1，CF2、LF2、RF2，CF3、LF3、RF3)用來濾除開關(guān)次諧波。其中，每個(gè)IGBT管的基極均接高電平。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖中經(jīng)過逆變器輸出的電壓還可以經(jīng)過其一端連接市電電網(wǎng)的第一變壓器而不是一端連接中性線的第一變壓器。
[0025]在經(jīng)過第一變壓器輸出以后，輸出的電壓要經(jīng)過光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)的隔離器件。這些隔離器件一般采用電容，以消除電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)第二級(jí)變壓器的輸出精度產(chǎn)生的影響。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，包括逆變器和第一變壓器，其中逆變器的輸入端連接直流電源，逆變器的輸出端連接第一變壓器的輸入端，其特征在于，該光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)還包括第二變壓器，第一變壓器的輸出端再連接第二變壓器的輸入端，最后由第二變壓器的輸出端輸出該變頻逆變系統(tǒng)的輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，逆變器的輸入電壓為400-700Vo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)還包括無源濾波器，且所述逆變器的輸出端連接第一變壓器的輸入端具體包括:逆變器的輸出端首先連接無源濾波器的輸入端，然后無源濾波器得輸出端再與第一變壓器的輸入端采用串聯(lián)的方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述第一變壓器與第二變壓器采用星型方式連接，并輸出多電平電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述第二變壓器的輸出端還包括零線輸出端和火線輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述多電平電壓包括220V和380V電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6之一所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括信號(hào)調(diào)理電路，該電路包括隔離器件，且所述隔離器件設(shè)置在所述第一變壓器的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，輸入到逆變器的輸入端的所述直流電來自蓄電池或蓄電瓶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變器包括三個(gè)單相H橋，每個(gè)單相H橋由4個(gè)IGBT管組成，每個(gè)單相H橋的直流側(cè)并聯(lián)有兩個(gè)電容作為IGBT管的吸收電容，在三個(gè)單相H橋的直流側(cè)并聯(lián)有兩個(gè)相互串連的電解電容，作為H橋的儲(chǔ)能電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，其特征在于，所述第二變壓器通過中性線端與其三相繞組任一端之間產(chǎn)生220V電壓并輸出，中性線作為零線輸出，三相繞組的任意兩端之間產(chǎn)生380V電壓并輸出，三相繞組的任意端作為火線輸出。
【專利摘要】本發(fā)明為了解決中、高壓變頻逆變，提供了一種光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)，包括逆變器和第一變壓器，其中逆變器的輸入端連接直流電源，逆變器的輸出端連接第一變壓器的輸入端，該光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)還包括第二變壓器，第一變壓器的輸出端再連接第二變壓器的輸入端，最后由第二變壓器的輸出端輸出該變頻逆變系統(tǒng)的輸出電壓。本系統(tǒng)簡(jiǎn)化了逆變器的復(fù)雜性，采用多重變壓器的技術(shù)方案極大地簡(jiǎn)化了光伏發(fā)電變頻逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有利于整體制造成本的下降，便于維護(hù)。
【IPC分類】H02M7-5387
【公開號(hào)】CN104660088
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510095928
【發(fā)明人】王曙光
【申請(qǐng)人】王曙光
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日