光伏發電變頻逆變系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電子控制技術領域，更具體地，涉及一種光伏發電變頻逆變系統。
【背景技術】
[0002]太陽能、風力發電以其安全可靠、無污染、無噪聲、無需消耗燃料，無機械轉動部件，拆裝移動簡易、不會破壞市容環境等特有的優勢，將代替傳統的不可再生能源。
[0003]隨著世界能源的緊張，人們環保節能減排意識的不斷加強，開發研制綠色環保的發電系統將備受世人關注，世界的能源結構，將以資源有限、污染嚴重的石化能源為主的能源逐步轉變為以資源無限、清潔的可再生能源為主的能源結構。太陽能、風能、生物質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用。
[0004]太陽能和風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和電力電子技術的發展與廣泛應用，太陽能發電和風力發電技術已取得了顯著的進步。歐美許多國家的風力發電上網電價已具備了與火電競爭的能力，利用太陽能和風能發電已成為當今發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中，廣泛采用的異步電動機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，產生正弦波必需采用高頻化的PWM(脈沖寬度調制技術)。現有的技術方案重在設計逆變器的內部結構。而這些造成變頻器成本高、體積大、損耗大、線路復雜等缺點。
【發明內容】
[0006]本發明為了解決中、高壓變頻逆變，提供了一種光伏發電變頻逆變系統。具體為: 一種光伏發電變頻逆變系統，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，該光伏發電變頻逆變系統還包括第二變壓器，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的輸出電壓。
[0007]進一步地，逆變器的輸入電壓為400-700V。
[0008]進一步地，所述光伏發電變頻逆變系統還包括無源濾波器，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的方式連接。
[0009]進一步地，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]進一步地，所述多電平電壓包括220V和380V電壓。
[0012]進一步地，該系統還包括信號調理電路，該電路包括隔離器件，且所述隔離器件設置在所述第一變壓器的輸出端。
[0013]進一步地，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]進一步地，所述逆變器包括三個單相H橋，每個單相H橋由4個IGBT管組成，每個單相H橋的直流側并聯有兩個電容作為IGBT管的吸收電容，在三個單相H橋的直流側并聯有兩個相互串連的電解電容，作為H橋的儲能電容。
[0015]進一步地，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生380V電壓并輸出，三相繞組的任意端作為火線輸出。
[0016]本發明簡化了逆變器的復雜性，采用多重變壓器的技術方案極大地簡化了光伏發電變頻逆變系統的結構，有利于整體制造成本的下降，便于維護。另外，促進了太陽能和風能的有效利用，有利于太陽能和風電資源的大規模開發以及新能源利用服務的推廣。
【附圖說明】
[0017]圖1示出了本發明的光伏發電變頻逆變系統整體結構框圖；
圖2示出了本發明中逆變器與第一變壓器的一種電路連接圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，示出了根據本發明的優選實施例的一種光伏發電變頻逆變系統，其將充電儲能模塊的充能超級電容器中的電能通過變頻逆變為設定的AC交流電信號。該系統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，該光伏發電變頻逆變系統還包括第二變壓器，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能模塊。優選地，該直流電源來自于太陽能光伏發電系統經過風、光等自然能量轉換成的電能，具體地，可以包括風力發電機、太陽能電池組、蓄電池(組)等光伏陣列發電模塊。當然，其他未在此列舉的光伏電源也能夠作為發電模塊提供直流電源。在一個實施例中，該直流電源可以采用CSG170S1-35型號器件產品，它采用具有最大功率點跟蹤功能的能量優化控制器輸出穩定的直流輸出。
[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。優選地，該多電平包括380V和220V兩種。在其他的實施例中，根據需要還可以包括110V、60V等電壓，這些電壓的產生可以通過多級變壓實現。其他量級和類型的電壓是本領域技術人員能夠在閱讀了本發明的基礎上，在不付出創造性勞動的前提下，對本發明的技術方案作出修改就能實現的。
[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，為光伏發電變頻逆變系統的逆變器與第一變壓器的連接電路的一種實施方式。圖2中，逆變器的交流側經過無源濾波器濾波之后經第一變壓器將諧波電壓藕合到第一變壓器的輸出側。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]逆變器的結構形式為三個單相H橋，每個單相H橋由4個IGBT管組成，每組H橋之間并聯有兩個吸收電容(圖中的C1、C2，C3、C4，C5、C6)在三個單相H橋的直流側并聯有相互串連的兩個電解電容(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)用來濾除開關次諧波。其中，每個IGBT管的基極均接高電平。在另一個實施例中，圖中經過逆變器輸出的電壓還可以經過其一端連接市電電網的第一變壓器而不是一端連接中性線的第一變壓器。
[0025]在經過第一變壓器輸出以后，輸出的電壓要經過光伏發電變頻逆變系統的隔離器件。這些隔離器件一般采用電容，以消除電網波動對第二級變壓器的輸出精度產生的影響。
[0026]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種光伏發電變頻逆變系統，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，該光伏發電變頻逆變系統還包括第二變壓器，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的輸出電壓。
2.根據權利要求1所述的光伏發電變頻逆變系統，其特征在于，逆變器的輸入電壓為400-700Vo
3.根據權利要求1所述的光伏發電變頻逆變系統，其特征在于，所述光伏發電變頻逆變系統還包括無源濾波器，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的方式連接。
4.根據權利要求3所述的光伏發電變頻逆變系統，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.根據權利要求4所述的光伏發電變頻逆變系統，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.根據權利要求3所述的光伏發電變頻逆變系統，其特征在于，所述多電平電壓包括220V和380V電壓。
7.根據權利要求3-6之一所述的光伏發電變頻逆變系統，其特征在于，該系統還包括信號調理電路，該電路包括隔離器件，且所述隔離器件設置在所述第一變壓器的輸出端。
8.根據權利要求7所述的光伏發電變頻逆變系統，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.根據權利要求8所述的光伏發電變頻逆變系統，其特征在于，所述逆變器包括三個單相H橋，每個單相H橋由4個IGBT管組成，每個單相H橋的直流側并聯有兩個電容作為IGBT管的吸收電容，在三個單相H橋的直流側并聯有兩個相互串連的電解電容，作為H橋的儲能電容。
10.根據權利要求9所述的光伏發電變頻逆變系統，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】本發明為了解決中、高壓變頻逆變，提供了一種光伏發電變頻逆變系統，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，該光伏發電變頻逆變系統還包括第二變壓器，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的輸出電壓。本系統簡化了逆變器的復雜性，采用多重變壓器的技術方案極大地簡化了光伏發電變頻逆變系統的結構，有利于整體制造成本的下降，便于維護。
【IPC分類】H02M7-5387
【公開號】CN104660088
【申請號】CN201510095928
【發明人】王曙光
【申請人】王曙光
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月4日