主动防逆流型单相并网逆变器制造技术

本发明专利技术公开一种主动防逆流型单相并网逆变器，该主动防逆流型单相并网逆变器主要包括直流EMC滤波器、具有最大功率跟踪（MPPT）功能的直流升压电路、正弦波电流输出电压型逆变电路、继电器组、控制单元、负载电流检测传感器以及液晶显示面板。直流输入端子与直流EMC滤波器相连，直流EMC滤波器与直流升压电路相连，直流升压电路输出至逆变器电路的直流侧，逆变电路与电抗器相连，控制单元与液晶显示面板、负载电流检测传感器、直流升压电路、逆变器电路、继电器组相连，电抗器通过继电器组与电网接线端子相连。本发明专利技术主要用于逆变器根据并网点负载功率实时调节发电功率，实现逆变器并网点向电网有功功率的非正注入。

【技术实现步骤摘要】
主动防逆流型单相并网逆变器
本专利技术涉及单相并网逆变器，特别涉及一种主动防逆流型单相并网逆变器。
技术介绍
目前，人类的能源消费主要以煤炭、石油、天然气等化石能源为主，化石能源在燃烧过程中会排放温室气体和污染物，化石能源的过度开采和大量使用造成全球气候变化、环境污染，直接威胁人类的生存环境；当前已探明的化石能源储量有限，随着经济社会的高速发展，人类对能源需求不断增加，化石能源最终必然枯竭，人类将面临能源危机的严峻挑战，因此发展可再生能源、实现能源的可持续发展是人类解决能源危机的重要方式，受到国内外广泛关注。目前风能和太阳能等可再生能源在世界范围内得到了广泛的应用，世界各国出台相关的政策法规鼓励发展可再生能源，1997年，美国宣布“百万屋顶计划”，即在1997年至2010年期间，在百万个屋顶上安装光伏发电系统，并于2000年开始执行新的5年国家光伏计划以保持光伏发电产业世界领导地位的战略目标。德国于2000年颁布《可再生能源法》鼓励发展可再生能源，大幅度提高可再生能源在总能源中的比重。2005年，为促进可再生能源的开发利用，增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会的可持续发展，第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过并制定了《中华人民共和国可再生能源法》，鼓励可再生能源的开发和利用，建立和发展我国的可再生能源市场，此后又于2007年和2008年分别颁布了《可再生能源中长期发展规划》和《可再生能源发展“十一五”规划》，进一步扶持国内新能源产业的发展，健全国内新能源产业市场。新能源并网发电系统通过并网逆变器与公共电力系统相连接，直接向电网供电，是电力系统的组成部分，与离网系统相比，并网系统省去了大容量蓄电池，对新能源发电采用最大功率跟踪技术以提高效率，初期建设成本较低，因此，并网运行是今后新能源发电主要运行方式。并网逆变器作为新能源并网发电的关键设备之一，其运行性能直接影响电力系统的输电质量。并网逆变器接入电网的比例不断增加，并网系统与电力系统之间的相互影响不容忽视，尤其是对于广大边远农村较为脆弱的电力系统，并网发电系统的出力使得电网的规划方式发生变化，影响电网的电源规划和馈线潮流，从而影响馈线电压及馈线上的电压调节设备的正常工作，直接影响电网的稳定性。综上所述，目前新能源并网发电系统所采用的并网逆变器，不具备并网点负载功率监测的功能，无法实现并网发电功率与并网点负载功率协调控制，尤其并网点是电力系统较为脆弱的地区，抑制并网发电系统向电力系统并网点注入有功功率，最大限度的降低并网系统对电力系统稳定性的影响。因此如何协调控制各个并网点的新能源发电功率与负载功率成为目前并网逆变器亟待解决的重要课题之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种主动防逆流型单相并网逆变器，具有根据并网点负载功率自动调节直流侧输入功率、主动限制并网电流的功能，实现并网点有功功率非正注入。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：主动防逆流型单相并网逆变器，包括负载和电网，还包括直流升压电路，连接一直流电源，用于最大功率跟踪；逆变电路，连接直流升压电路和电网之间，用于输出正弦波电流；并网接线盒，连接逆变电路、负载以及电网，用于将逆变电路所输出的电流输出至电网或负载；负载电流检测传感器，设置在负载与并网接线盒之间，用于采集负载所用的电压或电流；控制模块，分别连接直流升压电路、逆变电路以及负载电流检测传感器，所述控制模块包括最大功率跟踪模式和防逆流模式，当所述控制模块处于防逆流模式时，所述控制模块依据负载电流检测传感器采集到的电流和电网电压计算出负载的有功功率，并依据有功功率计算出逆变电路输入至并网接线盒的功率上限，并控制逆变电路输出电流；当所述控制模块处于最大功率跟踪模式时，所述控制模块控制所述逆变电路输出逆变电路所能输出的最大功率。进一步的，所述控制模块连接一用于切换控制模块工作模式的切换装置。进一步的，在防逆流模式下，所述控制模块依据负载的有功率控制所述直流升压电路所输出的功率小于或等于负载的有功功率。进一步的，所述直流电源包括光伏电池、蓄电池以及风力发电机的一个或多个。进一步的，所述电源与所述升压电路之间串接一EMC滤波器。进一步的，所述逆变电路连接继电器组，所述继电器组连接控制单元，并受控于控制单元启/闭。进一步的，所述控制单元连接一液晶显示屏。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1.可根据并网点负载功率自动调节直流侧输入功率、主动限制并网电流的功能，实现并网点有功功率非正注入；2.逆变器运行于防逆流模式时，大大降低了逆变器对电网和其他电气设备的影响，有利于维护电力系统的稳定性；3.可运行于两种模式，用户可灵活切换，以适应各种性质的电网条件，尤其对于边远地区较为脆弱的电网，提供了一种解决方案。附图说明图1是主动防逆流型单相并网逆变器系统框图；图2是主动防逆流型单相并网逆变器内部主要电路的电路图及交直流端子接线图。1、直流电源；2、滤波器；3、升压电路；4、逆变电路；5、交流电抗器；6、继电器组；8、负载；9、负载电流检测传感器；10、并网点接线盒；11、控制单元；12、液晶显示面板；13、交流电网。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参照图1和图2所示，主动防逆流型单相并网逆变器包括直流电源1、滤波器2、升压电路3、逆变电路4、交流电抗器5、继电器组6、用电负载8、并网接线盒10、控制模块11以及显示屏12，其中，直流电源1包括光伏电池、蓄电池以及风力发电机的一个或多个，直流电源1通过逆变器4的直流侧EMC滤波器2与直流升压电路3相连，向逆变器提供直流输入功率。直流升压电路3将直流电源1的电压进行变换后输送至电压型逆变器4的直流侧，电压型逆变器4从直流侧吸收功率，通过交流电抗器5、继电器组6以及EMC滤波器7向并网点输出与交流电网13电压同相位的正弦交流电流。逆变器交流侧EMC滤波器7和负载8以并联的接线方式接至并网点接线盒10。控制单元11通过负载电流检测传感器9实时采集负载8的电流，并据此实时计算负载8的有功功率，控制单元11还分别于直流升压电路3、电压型逆变器电路4、继电器组6以及液晶显示面板相连并对其进行控制。逆变器运行于防逆流模式时，控制单元11根据负载电流检测传感器9采集的负载8的电流和电网电压实时计算负载8的有功功率，然后由负载8的有功功率除以电网电压计算出逆变器此时应向电网并网点接线盒10处注入的有功电流上限，并以此作为电流上限对电压型逆变器4的绝缘栅型双极性晶体管（IGBT）的占空比进行实时调节，以实现对逆变器的限流控制。为确保逆变器直流输入功率与交流输出功率的平衡，控制单元11以负载8的有功功率为上限对直流升压电路3的IGBT升压占空比进行调节以控制直流输入功率，使得直流功率小于等于负载8的有功功率，实现逆变器输出的有功率和负载8的有功功率代数和小于等于零，实现了并网点接线盒10处向电网有功功率的非正注入。逆变器运行于最大功率跟踪模式时，逆变器控制单元11忽略负载电流检测传感器9检测负载8的电流，以最大功率跟踪对电压升压电路3进行控制，逆变器以自身容量为上限和直流电源1可能输出的最大功率运行。用户可通过液晶显示面板12按键切换逆变器的运行模式，开启或关闭逆变器防逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.主动防逆流型单相并网逆变器，包括负载和电网，其特征在于：还包括直流升压电路，连接一直流电源，用于最大功率跟踪；逆变电路，连接直流升压电路和电网之间，用于输出正弦波电流；并网接线盒，连接逆变电路、负载以及电网，用于将逆变电路所输出的电流输出至电网或负载；负载电流检测传感器，设置在负载与并网接线盒之间，用于采集负载所用的电压或电流；控制模块，分别连接直流升压电路、逆变电路以及负载电流检测传感器，所述控制模块包括最大功率跟踪模式和防逆流模式，当所述控制模块处于防逆流模式时，所述控制模块依据负载电流检测传感器采集到的电流和电网电压计算出负载的有功功率，并依据有功功率计算出逆变电路输入至并网接线盒的功率上限，并控制逆变电路输出电流；当所述控制模块处于最大功率跟踪模式时，所述控制模块控制所述逆变电路输出逆变电路所能输出的最大功率。

【技术特征摘要】
1.主动防逆流型单相并网逆变器，包括负载和电网，其特征在于：还包括直流升压电路，连接一直流电源，用于最大功率跟踪；逆变电路，连接直流升压电路和电网之间，用于输出正弦波电流；并网接线盒，连接逆变电路、负载以及电网，用于将逆变电路所输出的电流输出至电网或负载；负载电流检测传感器，设置在负载与并网接线盒之间，用于采集负载所用的电压或电流；控制模块，分别连接直流升压电路、逆变电路以及负载电流检测传感器，所述控制模块包括最大功率跟踪模式和防逆流模式，当所述控制模块处于防逆流模式时，所述控制模块依据负载电流检测传感器采集到的电流和电网电压计算出负载的有功功率，并依据有功功率计算出逆变电路输入至并网接线盒的功率上限，并控制逆变电路输出电流；当所述控制模块处于最大功率跟踪模式时，所述控制模块控制所述逆变电路输出逆变电路所能输出的最大功率。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐友，张卿杰，左楠，卞康君，张广胜，
申请(专利权)人：南京工程学院，南京研旭电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32