Mosfet光伏逆變器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及太陽能發(fā)電領域，具體涉及一種MOSFET光伏逆變器。
【背景技術】
[0002] 太陽能具有安全、清潔和資源普遍性等優(yōu)點，能夠成為替代化石能源主要的可再 生能源。太陽能光伏發(fā)電在其開發(fā)研究、市場開拓以及產(chǎn)業(yè)化制造技術早已作為全球各國 激烈克爭的焦點。
[0003] 圖1是先有技術的光伏逆變器。如圖1所示，目前的光伏逆變器是采用三相逆變 橋。為了限制光伏逆變器第一次啟動產(chǎn)生的沖擊電流時，首先閉合熔斷器F1，通過預充電電 阻R對穩(wěn)壓電容充電，待電容充電完成后，最后閉合直流斷路器。
[0004] 然而，這樣的光伏逆變器卻具有以下缺陷。
[0005]首先，交流斷路器利用線圈中通過電流時，電磁鐵內(nèi)產(chǎn)生磁通，鐵芯由于受到電場 力的作用，實現(xiàn)主電路合閘和分閘。由于逆變器啟動時會產(chǎn)生較大的沖擊電流，對供電的網(wǎng) 側電壓產(chǎn)生較大的電壓閃變，同時由于啟動應力較大，對電氣設備產(chǎn)生沖擊，使逆變器的使 用壽命降低。大型地面光伏電站要求電氣設備使用壽命達到25年。交流斷路器每日啟停， 全壽命期間斷路器通斷次數(shù)超過18000次。此外，交流斷路器在長期高頻率使用過程中容 易出現(xiàn)螺絲松動、觸頭磨損等機械故障，進而造成逆變器停運，影響光伏電站發(fā)電量。
[0006]其次，為了限制光伏逆變器第一次啟動產(chǎn)生的沖擊電流時，首先閉合熔斷器F1，通 過預充電電阻R對穩(wěn)壓電容充電，待電容充電完成后，最后閉合直流斷路器。然而，由于預 充電過程時，穩(wěn)壓電容最大耐壓是光伏陣列的開路電壓，也就是說光伏逆變器的功率器件 的耐壓必須大于光伏陣列的開路電壓。因此，我們在設計光伏陣列的組串時，所串的光伏組 件的開路電壓不應大于逆變器功率器件的耐壓。因此，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，現(xiàn)有 的小容量的并網(wǎng)光伏逆變器已經(jīng)成為制約光伏電站向智能化、模塊化發(fā)展的瓶頸。 【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是提供一種MOSFET光伏逆變器，以提高光伏逆變器的并網(wǎng)容 量并解決光伏逆變器啟動電流大，對電氣設備沖擊明顯和故障率高的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種MOSFET光伏逆變器，所述MOSFET光伏逆 變器包括直流斷路器、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋、濾波器、MOSFET以及降壓裝置，其中，所述直 流斷路器包括第三開關（SD，所述第三開關（SD設置于第三導線（L。）上，所述降壓裝置包 括預充電電阻（?)和非線性電阻（?)，所述預充電電阻（?)的一端通過第一導線連 接于所述穩(wěn)壓電容的正極，所述預充電電阻（?)的另一端通過第一導線與所述第三導 線（L。）連接，所述非線性電阻（R2)的一端通過第二導線（L2)與所述穩(wěn)壓電容的正極連接， 所述非線性電阻（?)的另一端接地，以及在所述第三導線（L。）上還設有第四開關（QB)、在 所述第一導線上設有第一開關（QBJ和在所述第二導線（L2)上設有第二開關（QB2)。
[0009]較佳地，所述預充電電阻為可調(diào)電阻。
[0010] 較佳地，所述降壓裝置還包括第一繼電器，所述第一繼電器用于控制所述第一開 關（QBi)的開閉。
[0011] 較佳地，所述降壓裝置還包括電源，所述電源與所述第一繼電器電連接從而為所 述第一繼電器提供電能。
[0012] 較佳地，所述降壓裝置還包括第一 CPU模塊，所述第一 CPU模塊與所述第一繼電器 電連接從而向所述第一繼電器發(fā)送指令。
[0013] 較佳地，所述M0SFET的輸入端與所述濾波器的輸出端電連接；以及所述M0SFET設 置成通過控制所述M0SFET的導通角，使得所述M0SFET光伏逆變器的輸出電壓從零值逐漸 增加，直到所述M0SFET全部導通之后，所述M0SFET光伏逆變器的輸出電壓達到最大值。
[0014] 較佳地，所述M0SFET光伏逆變器還包括交流主接觸器，所述交流主接觸器設置成 當所述M0SFET全部導通后，所述交流主接觸器閉合，以及所述M0SFET設置成當所述交流主 接觸器閉合后所述M0SFET斷開。
[0015] 較佳地，所述交流主接觸器與所述M0SFET并聯(lián)。
[0016] 較佳地，所述M0SFET光伏逆變器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括軟啟動模塊 和第二CPU模塊，所述軟啟動模塊和所述第二CPU模塊電連接，以及所述軟啟動模塊包括多 個第二繼電器，所述多個第二繼電器設置成從所述第二CPU模塊接收指令并根據(jù)該指令控 制所述M0SFET和所述交流主接觸器的導通和斷開。
[0017] 較佳地，所述多個第二繼電器包括一類繼電器、二類繼電器和三類繼電器，所述控 制系統(tǒng)設置成：
[0018] 當所述M0SFET的輸入端的交流電壓與所述M0SFET的輸出端將接入的電網(wǎng)電壓 同頻、同相時，所述第二CPU模塊發(fā)送指令給所述一類繼電器，所述一類繼電器控制所述 M0SFET開啟，所述M0SFET的輸出電壓逐漸增加，直到所述M0SFET全部導通；以及
[0019] 當所述M0SFET光伏逆變器在額定電壓運行后，所述第二CPU模塊分別給所述二類 繼電器和所述三類繼電器發(fā)送指令，使得所述二類繼電器控制所述M0SFET斷開，所述三類 繼電器控制所述交流主接觸器閉合，從而完成所述M0SFET光伏逆變器的啟動過程。
[0020] 通過本實用新型的M0SFET光伏逆變器，可以提高光伏逆變器的并網(wǎng)容量，還可以 降低啟動電流，減小光伏逆變器啟動時對電網(wǎng)的沖擊，提高設備集成化程度，節(jié)省設備資 本，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高了供電質量和設備使用壽命。同時與傳統(tǒng)光 伏逆變器相比，省掉斷路器，與箱式變電站配合使用，滿足保護的選擇特性，節(jié)省了設備的 占用空間，實現(xiàn)了設備的集成化發(fā)展。
【附圖說明】
[0021] 圖1是現(xiàn)有技術的光伏逆變器的拓撲結構圖。
[0022] 圖2是本實用新型的M0SFET光伏逆變器的拓撲結構圖。
[0023] 圖3是本實用新型的M0SFET光伏逆變器的第二CPU模塊控制示意圖。
[0024] 圖4是本實用新型的M0SFET光伏逆變器的軟啟動模塊控制示意圖。
[0025] 圖5是本實用新型的M0SFET光伏逆變器的M0SFET調(diào)壓電路中對應的相電壓圖。
【具體實施方式】
[0026] 以下將結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本實 用新型的目的、特點和優(yōu)點。應理解的是，附圖所示的實施例并不是對本實用新型范圍的限 制，而只是為了說明本實用新型技術方案的實質精神。
[0027] 術語說明
[0028] 光伏逆變器：通過電力電子器件連接電阻電容，以脈沖寬度調(diào)制的方式控制器件 的通斷，把匯流箱傳輸來的直流電轉變成交流電，同時完成光伏組件的最大功率點跟蹤，保 證智能控制及反孤島效應等。
[0029] 預充電電阻：在逆變器的直流母線電容器在充電前兩端電壓為零，在設備充電的 瞬間相當于短路，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，很容易造成逆變器的功率器件損壞。因此需要在 預充電過程中在充電回路串聯(lián)一電阻，以起到限制電流的作用。這電阻就稱為預充電電阻。
[0030] 穩(wěn)壓電容：電壓源正負端并聯(lián)一電容，用于斬波、逆變等電路時，具有很好的濾波 作用；當電壓變化時，由于電容儲能的作用，兩端的電壓不能突變，保證了電壓的平穩(wěn)。
[0031] M0SFET:電力場效應晶體管，是利用回路的電場效應來控制回路電流的一種半導 體器件，其特點是體積小、重量輕、壽命長且輸入回路的電阻高達10M~lOOOGohm。
[0032] 本實用新型的M0SFET光伏逆變器通常包括直流斷路器、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋、 濾波器、M0SFET以及降壓裝置，其中，該直流斷路器包括第三開關（SJ，該第三開關（SJ設 置于第三導線（L。）上，該降壓裝置包括預充電電阻（?)和非線性電阻（R2)，該預充電電阻 (?)的一端通過第一導線連接于該穩(wěn)壓電容的正極，該預充電電阻（?)的另一端通過 第一導線（LJ與該第三導線（L。）連接，該非線性電阻（R2)的一端通過第二導線（L2)與該 穩(wěn)壓電容的正極連接，該非線性電阻（?)的另一端接地，以及在該第三導線（L。）上還設有 第四開關（QB)、在該第一導線上設有第一開關（QBD和在該第二導線（L2)上設有第二 開關（QB2)。
[0033] 下面結合圖1對本實用新型的M0SFET光伏逆變器的一實施例進行詳細說明。
[0034] 圖1是本實用新型的M0SFET光伏逆變器100的拓撲結構圖。如圖1所示，M0SFET 光伏逆變器100包括直流斷路器10、穩(wěn)壓電容20、三相逆變橋30、濾波器40、降壓裝置50、 M0SFET60以及交流主接觸器70。其中，直流斷路器10、穩(wěn)壓電容20、三相逆變橋30、濾波器 40依次經(jīng)由導線電連接，濾波器40的輸出端與交流主接觸器70的輸入端和M0SFET60的輸 入端電連接，交流主接觸器70和M0SFET60并聯(lián)，直流斷路器10用于連接光伏組件，交流斷 路器用于連接電網(wǎng)。
[0035] 降壓裝置50包括第一CPU模塊51、繼電器52、電源53、預充電電阻&、非線性電 阻R2、第一導線Q、第二導線L2、第一開關(?、第二開關QB2以及第四開關QB。
[0036] 直流斷路器10包括多個開關，其中第三開關置于第三導線L。上，預充電電阻 札的一端通過第一導線L1連接于穩(wěn)壓電容20的正極，預充電電阻Ri的另一端通過第一導 線1^連接于第三導線L。上，非線性電阻R2的一端通過第二導線L2與穩(wěn)壓電容20的正極連 接，非線性電阻R2的另一端接地，在第三導線L。上還設有第四開關QB、在第一導線Li上設 有第一開關QBi和在第二導線L2上設有第二開關QB2。其中，直流斷路器10的多個開關先 并聯(lián)后再通過第三導線L。與穩(wěn)壓電容20串聯(lián)，第四開關QB用于控制直流斷路器10與穩(wěn) 壓電容20的通斷。
[0037] 較佳地，預充電電阻札為可調(diào)電阻。
[0038] 電源53與第一繼電器52電連接從