太阳能光伏发电单相并网逆变器制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能光伏发电单相并网逆变器，包括逆变器、控制器和监控保护模块：逆变器包括DC/DC变换单元、DC/AC变换单元、输入保护开关和输出保护开关；监控保护模块包括电池电压/电流检测单元和电网电压/相位检测单元；控制器包括MTTP信号生成单元、SPWM信号生成单元、保护控制单元，MTTP信号生成单元根据电池电压/电流检测单元的检测结果向DC/DC变换单元发送MTTP信号；SPWM信号生成单元根据电网电压/相位检测单元的检测结果向DC/AC变换单元发送SPWM信号；当判断太阳能电池和/或电网发生异常时，保护控制单元向所述输入保护开关和/或输出保护开关发送控制信号，以断开太阳能电池与逆变器之间和/或逆变器与电网之间的连接。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种太阳能光伏发电单相并网逆变器，包括逆变器、控制器和监控保护模块：逆变器包括DC/DC变换单元、DC/AC变换单元、输入保护开关和输出保护开关；监控保护模块包括电池电压/电流检测单元和电网电压/相位检测单元；控制器包括MTTP信号生成单元、SPWM信号生成单元、保护控制单元，MTTP信号生成单元根据电池电压/电流检测单元的检测结果向DC/DC变换单元发送MTTP信号；SPWM信号生成单元根据电网电压/相位检测单元的检测结果向DC/AC变换单元发送SPWM信号；当判断太阳能电池和/或电网发生异常时，保护控制单元向所述输入保护开关和/或输出保护开关发送控制信号，以断开太阳能电池与逆变器之间和/或逆变器与电网之间的连接。【专利说明】太阳能光伏发电单相并网逆变器
本专利技术涉及光伏发电领域，尤其涉及一种太阳能光伏发电单相并网逆变器。
技术介绍
随着工业文明的不断发展，我们对于能源的需求越来越多。传统的化石能源已经不可能满足要求，为了避免面对能源枯竭的困境，寻找优质的替代能源成为人们关注的热点问题。可再生能源如水能、风能、太阳能、潮汐能以及生物质能等能源形式不断映入人们的眼帘。水利发电作为最早应用的可再生能源发电形式得到了广泛使用，但也有人就其的环境问题、安全问题提出过质疑，况且目前的水能开发程度较高，继续开发存在一定的困难。风能的利用近些年来也是热点问题，但风力发电存在稳定性不高、噪音大等缺点，大规模并网对电网会形成一定冲击，如何有效控制风能的开发和利用仍是学术界关注的热点。在剩下的可再生能源形式当中，太阳能发电技术是最有利用价值的能源形式之一。太阳能储量丰富，每秒钟太阳要向地球输送相当于210亿桶石油的能量，相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富，除了贵州高原部分地区外，中国大部分地域都是太阳能资源丰富地区，目前的太阳能利用率还不到1/1000。因此在我国大力开发太阳能潜力巨大。太阳能的利用分为“光热”和“光伏”两种，其中光热式热水器在我国应用广泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式，起源于100多年前的“光生伏打现象”。太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种，早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素，主要以小功率离网型为主，满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降，光伏发电的成本不断下降，并网型光伏系统逐步成为主流。并网逆变器的设计开发，需要考虑的技术问题是:第一，由于日照强度、电池温度等因素会影响太阳能电池的输出特性，因此，为了提高太阳能光伏发电系统的工作效率，使太阳能电池的输出电压趋近于最大功率点电压，以保证太阳能电池在最大功率点附近运行获得最大能量，并网逆变器应具有最大功率跟踪控制的调节功能；第二，并网逆变器的输出波形，除满足市电电网的频率、相位和幅值等电能质量要求外，还必须满足市电电网的防止孤岛效应和安全隔离接地等要求，因此必须具有防孤岛效应的功能，孤岛发生时必须快速、准确地切除并网逆变器与市电电网、太阳能光伏电池的电性连接。因此，有必要对现有技术的太阳能光伏发电并网逆变器结构进行改进，以提升并网逆变器的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种太阳能光伏发电单相并网逆变器，性能稳定、功率高，在太阳能电池和/或电网发生异常情况下能够迅速准确地切除并网逆变器与市电电网、太阳能电池的电性连接，从而提高工作性能和安全。为实现上述目的，本专利技术提供了一种太阳能光伏发电单相并网逆变器，包括逆变器、控制器和监控保护模块: 所述逆变器包括DC/DC变换单元和DC/AC变换单元，太阳能电池输出的直流电经DC/DC变换单元提升至逆变器并网所需的直流电，然后经DC/AC变换单元变换成电网所需的交流电；所述逆变器还包括输入保护开关和输出保护开关，所述输入保护开关连接太阳能电池和DC/DC变换单元，以控制是/否将太阳能电池输出的直流电输入给DC/DC变换单元；所述输出保护开关连接DC/AC变换单元和电网，以控制是/否将DC/AC变换单元变换的交流电输出给电网； 所述监控保护模块包括电池电压/电流检测单元和电网电压/相位检测单元，所述电池电压/电流检测单元用于检测太阳能电池的电压和电流；所述电网电压/相位检测单元用于检测电网的电压和相位； 所述控制器包括MTTP信号生成单元、SPWM信号生成单元、保护控制单元，所述MTTP信号生成单元根据电池电压/电流检测单元的检测结果向DC/DC变换单元发送MTTP信号，以调整DC/DC变换单元提升的直流电；所述SPWM信号生成单元根据电网电压/相位检测单元的检测结果向DC/AC变换单元发送SPWM信号，以调整DC/AC变换单元变换的交流电压和相位；所述保护控制单元与所述电池电压/电流检测单元和电网电压/相位检测单元连接，当判断太阳能电池和/或电网发生异常时，向所述输入保护开关和/或输出保护开关发送控制信号，以断开太阳能电池与逆变器之间和/或逆变器与电网之间的连接。作为上述技术方案的改进，还包括与所述控制器连接通信的人机交互模块，用于将并网逆变器的运行参数或异常诊断通过显示屏显示出来，同时通过键盘以将用户的修改参数或控制指令发送给控制器，通过控制器来使并网逆变器正常运行。作为上述技术方案的改进，所述DC/DC变换单元采用Boost升压斩波电路实现。作为上述技术方案的改进，所述DC/AC变换单元采用电压型单相全桥逆变器电路实现。作为上述技术方案的改进，还包括与所述控制器连接的并机通信接口，以实现多个并网逆变器之间的并机通信。作为上述技术方案的改进，所述输入保护开关和输出保护开关主要由继电器或接触器构成。作为上述技术方案的改进，所述输入保护开关和DC/DC变换单元之间还设有滤波单元，用于将太阳能电池输出的直流电通过滤波后再输入给DC/DC变换单元。作为上述技术方案的改进，所述DC/AC变换单元和输出保护开关之间还设有工频隔离变压器。与现有技术相比，本专利技术的太阳能光伏发电单相并网逆变器具有如下有益效果: 利用Boost升压斩波电路和电压型单相全桥逆变器电路的拓扑结构，能够保证太阳能电池在最大功率点附近运行获得最大能量，以提高太阳能光伏电池的工作效率，且保证输出的交流电满足市电电网的频率、相位和幅值等电能质量要求；并通过监控保护模块来及时监控检测太阳能电池和电网的工作情况，当发现异常时能够通过控制器来迅速断开并网逆变器与市电电网、太阳能电池的电性连接，从而提高工作性能和安全。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1的太阳能光伏发电单相并网逆变器的结构示意图； 图2是图1所示太阳能光伏发电单相并网逆变器的DC/DC变换单元的电路图； 图3是图1所示太阳能光伏发电单相并网逆变器的DC/AC变换单元的电路图； 图4是本专利技术实施例2的太阳能光伏发电单相并网逆变器的结构示意图； 图5是本专利技术实施例3的太阳能光伏发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏发电单相并网逆变器，其特征在于，包括逆变器、控制器和监控保护模块：所述逆变器包括DC/DC变换单元和DC/AC变换单元，太阳能电池输出的直流电经DC/DC变换单元提升至逆变器并网所需的直流电，然后经DC/AC变换单元变换成电网所需的交流电；所述逆变器还包括输入保护开关和输出保护开关，所述输入保护开关连接太阳能电池和DC/DC变换单元，以控制是/否将太阳能电池输出的直流电输入给DC/DC变换单元；所述输出保护开关连接DC/AC变换单元和电网，以控制是/否将DC/AC变换单元变换的交流电输出给电网；所述监控保护模块包括电池电压/电流检测单元和电网电压/相位检测单元，所述电池电压/电流检测单元用于检测太阳能电池的电压和电流；所述电网电压/相位检测单元用于检测电网的电压和相位；所述控制器器包括MTTP信号生成单元、SPWM信号生成单元、保护控制单元，所述MTTP信号生成单元根据电池电压/电流检测单元的检测结果向DC/DC变换单元发送MTTP信号，以调整DC/DC变换单元提升的直流电；所述SPWM信号生成单元根据电网电压/相位检测单元的检测结果向DC/AC变换单元发送SPWM信号，以调整DC/AC变换单元变换的交流电压和相位；所述保护控制单元与所述电池电压/电流检测单元和电网电压/相位检测单元连接，当判断太阳能电池和/或电网发生异常时，向所述输入保护开关和/或输出保护开关发送控制信号，以断开太阳能电池与逆变器之间和/或逆变器与电网之间的连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江华，
申请(专利权)人：南京欧陆电气传动有限公司，
类型：发明
国别省市：