并网逆变装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种并网逆变装置，包括直流电源装置、反流器、直流/直流变换器和主控制器；反流器通过开关装置连接到市电电网，直流/直流变换器连接在直流电源装置与反流器之间，主控制器分别与直流/直流变换器及反流器相连；直流电源装置由蓄电池、光伏电池、风力发电机等可产生直流电的装置所构成，经由并网逆变装置转换成交流电，利用直流/直流变换器升压直流电、同时产生两倍工频正弦脉波宽度调变电压，并转换成正负半周正弦脉波宽度调变电压，经与电网并联，可控制并网输出电流与电网电压同相输出有效功率；藉此可以使用各种新能源产生的直流电源，来实现节能减排，并具有结构简单、成本低廉、整机效率高、使用安全、功耗低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子变换器
，特别涉及一种并网逆变装置。
技术介绍
随着传统能源的日益枯竭，21世纪世界能源将发生巨大的变革，以资源有限、污染严重的化石能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限、清洁干净的可再生能源为主的多样性、复合型的能源结构。并网逆变装置是一种以直流电源为能源的电子式发电机，其将直流电源(如蓄电池、光伏电池、风力发电机等)升压后转换为与市电电压同相位的正弦波电流，与市电电网并网输出。目前，并网逆变装置有两种常用的架构，一种是采用高频变压器将直流电源隔离升压再经无隔离的逆电电路转换成交流电。如图1所示，直流电源73经过电容74滤波后， 由开关75、开关76与高频变压器77组成的推挽式电路结构隔离后升压，再由四只二级管 78组成的全波整流电路整流后，经高压电解电容79滤成高压直流电，然后通过4只开关管 80组成的全桥逆变器电路转换为高谐波正弦脉波宽度电压，最后经电感81与电容82组成的低通滤波电路滤除高频谐波成份，采用电流控制输出功因为1的有效功率经并网切换装置83并入电网发电。另一种是先将直流电源无隔离升压稳压，再经过逆变电路与工频变压器隔离逆变为交流电。如图2所示，直流电源61经过电容62滤波后，由电感63、开关64、二级管65组成升压电路升压，控制开关64的脉波宽度来控制输出稳定的直流高电压，4只开关68组成全桥逆变器电路结构，控制信号采用正弦脉波宽度调变技术，输出经工频变压器69隔离升压为高谐波正弦脉波宽度电压，再经电感70与电容71组成的低通滤波电路滤除高频谐波成份，输出正弦波电压，采用电流控制输出功因为1的有效功率，经并网切换装置72并入电网发电。然而，上述两种传统的并网逆变装置普遍存在着以下缺点1、现有的并网逆变装置在交直流逆变过程中，要经过两次高频开关的转换，导致较大的能量损耗，降低了并网逆变装置的效率。2、现有的并网逆变装置要在直流母线上使用低寿命的高压电解电容，制造成本高，而且在使用过程中须经常更换高压电解电容，从而也增加了维护成本。3、现有的并网逆变装置只能提供有效功率输出，无法同时提供无功补偿，当并网侧产生无功功率上升时电网电压升高很容易使逆变装置停机运行，这样对供电电网会造成调度的困扰，并浪费电能。4、现有的并网逆变装置没有应急供电(EPS)或不间断电源(UPS)的功能。5、现有的并网逆变装置通常只单独使用蓄电池或风能或光伏电池中的一种直流电源，由于风能输出功率变化大且不连续，光伏电池使用时间短，蓄电池要充电后再使用， 导致并网逆变装置使用率较低。综上所述，现有的并网逆变装置存在功耗大、成本高、使用效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目前是提供一种改进的并网逆变装置，利用简单的电路结构，提高并网逆变装置的转换效率，可结合多机群控设计，提供稳定输出功率，提高发电量。本专利技术提出一种并网逆变装置，包括一个以上的直流电源装置，用以产生直流电；一个以上的直流/直流变换器，通过一次高频切换将直流电压转换为正弦波调变高电压，该直流/直流变换器具有一输入端和一输出端，其输入端和前述直流电源装置连接；一个以上的反流器，经过一次工频切换将正弦波谐波形状的电压反流为工频的正弦波交流电压；该反流器具有一输入端及一输出端，其输入端和前述直流/直流变换器的输出端连接；一个以上的开关装置，具有一输入端及一输出端，其输入端和前述反流器的输出端连接，开关装置的输出端用以连接市电电网；一个以上的主控制器，分别连接并控制该直流/直流变换器和反流器，以及控制该开关装置的切换。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，其包括两个以上的直流电源装置、 两个以上的直流/直流变换器、一个反流器、一个主控制器和一个开关装置，一个直流/直流变换器的输入端与一个直流电源装置对应连接后，所有直流/直流变换器的输出端并联接入该反流器。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，其包括两个以上的直流电源装置、 两个以上的直流/直流变换器、一个反流器、一个主控制器和一个开关装置，一个直流/直流变换器的输入端与一个直流电源装置对应连接后，所有直流/直流变换器的输出端串联接入该反流器。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，其包括一个直流电源装置、两个以上的直流/直流变换器、两个以上的反流器、两个以上的主控制器和两个以上的开关装置， 所有直流/直流变换器的输入端连接该直流电源装置，该反流器的输入端与该直流/直流变换器的输出端一一对应连接，该反流器的输出端与该开关装置一一对应连接，该主控制器与该直流/直流变换器及该反流器一一对应连接。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，其还包括至少一辅助控制器，其分别与该主控制器及该开关装置相连，用以根据对市电电网的检测来控制并网逆变装置的并网与脱网。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，反流器包括全桥逆变电路和滤波电路，全桥逆变电路与直流/直流变换器相连，滤波电路分别与全桥逆变电路以及开关装置相连。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，直流/直流变换器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和变压器。变压器又进一步包括第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第一原边绕组的异名端和第二原边绕组的同名端共同连接直流电源装置的一端，第一原边绕组的同名端与第一开关管的一端相连，第二原边绕组的异名端与第二开关管的一端相连，第一开关管和第二开关管的另一端共同连接到直流电源装置的另一端。第二副边绕组的异名端和第一副边绕组的同名端共同连接到反流器，第一副边绕组的异名端与第三开关管的一端相连，第二副边绕组的同名端与第四开关管的一端相连，第三开关管和第四开关管的另一端共同连接到反流器，且第一开关管、 第二开关管、第三开关管和第四开关管分别与主控制器相连。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，直流/直流变换器还包括第一电容，其跨接在第一原边绕组和第二原边绕组相接的一端，以及第一开关管和第二开关管相接的一端之间。依照本专利技术较佳实施例所述的并网逆变装置，主控制器为微处理器或数字信号处理器。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是1、本专利技术的并网逆变装置利用简单的电路结构，隔离交流电与直流电、只经过一次高频开关转换与一次工频开关转换，有效提高了单机运行效率和转换效率。2、本专利技术的并网逆变装置，可做无功补偿控制，提供进相超前无效功率，从而抵消部份落后无效功率，可稳定并网点电压，使逆变器装置能稳定发电输出，使并网点功率因素接近1。3、本专利技术的并网逆变装置输出的是正弦波形式的电压，不会对电感性负载造成损害。4、本专利技术的并网逆变装置不需采用电解电容这个低寿命组件，具有很长的整机使用寿命。5、本专利技术的并网逆变装置可以采用混合动力的直流源，可同时采用多种直流电源接入，小功率能源采用串联接入，大功率能源采用并联接入，采用分时管理，控制每个直流电源输出动力，并跟踪每个电源最大功率点，调整各路动力的输出比重，新能源为优先使用能源，蓄电池为最后使用动力，从而有效减少与降低了材料成本，并减少能源多次的转换损^^ ο6、本专利技术多路输出的并网逆变装置，可以采用群控技术，使多路输出谐同运作，并依据直流电源所提供的功率，启动适合的输出数量，使每一路的输出维持高效率运行，这样可使直流电源(如光伏电池在低照本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种并网逆变装置，其特征在于，包括：一个以上的直流电源装置，用以产生直流电；一个以上的直流／直流变换器，通过一次高频切换将直流电压转换为正弦波调变高电压，该直流／直流变换器具有一输入端和一输出端，其输入端和前述直流电源装置连接；一个以上的反流器，经过一次工频切换将正弦波谐波形状的电压反流为工频的正弦波交流电压；该反流器具有一输入端及一输出端，其输入端和前述直流／直流变换器的输出端连接；一个以上的开关装置，具有一输入端及一输出端，其输入端和前述反流器的输出端连接，开关装置的输出端用以连接市电电网；一个以上的主控制器，分别连接并控制该直流／直流变换器和反流器，以及控制该开关装置的切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊嘉，王庆文，
申请(专利权)人：黄俊嘉，
类型：发明
国别省市：31