CN104601020A - 一种光伏并网电能守恒型逆变器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏并网电能守恒型逆变器，用于将光伏组件并入电网，所述电能守恒型逆变器包括整流电路、直流滤波电路、直流升压电路、逆变电路和交流滤波电路，所述光伏组件的正极接入所述整流电路的正极，所述光伏组件的负极接入所述整流电路的负极，所述整流电路的输出依次经过所述直流滤波电路、直流升压电路、逆变电路和交流滤波电路后，输出交流电源。本发明的电能守恒型逆变器通过先优化直流电源，后进行逆变，有效排除无功电压闪变的发生，有效负载功率可稳定在98％，效率最大化，运行安全持久化。
Description
技术领域
本发明属于光伏逆变器技术领域，尤其涉及一种光伏并网电能守恒型逆变器。
背景技术
目前，国际国内分布式光伏逆变器大多采用组串式逆变器，传统光伏并网发电站都是20个以上的组件先进行依次的串联，再将1000V之内的等高电压并列汇流。这一方法，无视于电阻，任意串联获取的是无功电压，牺牲的是有功电流。因为违背欧姆电阻定律和电能定比转换定律，则导致光伏发电高成本、低效率。目前在我国东部沿海地区许多分布式光伏发电的示范工程，没有一例达到自发自用的目的，有数量没质量的电能并进了国家电网，电网对消纳的电能进行全额度调度运营时，存在电压大幅度闪变、逆变器自动终断、高压母线泄流、公频受到冲击污染等诸多事发隐患，当前没有一种切实有效的解决方案。
按照国家电力科学研究院和国家电网联合调研分析显示，并网调运的电力和实际有效实用的电力成14：5的比例，14比5的概率表明了有效功率只占35.7％，14：5的经济价值观念是14万元购进5万元销出，电网不计运营成本的情况下还要承担9万元理赔约64％的盈亏。电能的质量问题造成虚幻经济，这在光伏投资企业和国家电网之间形成一种无法调和的经济矛盾问题。
目前的组串式逆变器的宽电压允许输入400-1000V的大范围，但光伏组串最大电流只在8.25A以内，组串电压高于900V时，线路的潜在电阻R为110Ω，当潜在电阻超出0.55≤R≤1.82的允许值范围时额定电流将开始自行衰减，阻值严重超标也将彻底破坏了电物质能量的守恒规律，潜压电阻值越大电流自动衰减的幅度就越大，潜在电阻值有多大无功电压的变化就是多大。如西藏羊八井电站最大功率闪变率每分钟15％的变化，充分显明视在功率中含75％的无功电压。
2014年起，我国东部沿海地区，光伏分布式发电正在大力普及，传统技术状态下，预计并网量升到30％的比例，频繁发生故障将带来灾难性的问题，这在西班牙、日本都已发生了类似的问题。因此，对逆变器电参数进行科学，合理、精准的调整，将是解决诸多技术难题的根本。
发明内容
本发明提供了一种光伏并网电能守恒型逆变器，用来消除无功电压闪变，达到非恒流而稳运行的目的，从而避免目前高成本、低效率的技术问题。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种光伏并网电能守恒型逆变器，用于将光伏组件并入电网，所述电能守恒型逆变器包括整流电路、直流滤波电路、直流升压电路、逆变电路和交流滤波电路，所述光伏组件的正极接入所述整流电路的正极，所述光伏组件的负极接入所述整流电路的负极，所述整流电路的输出依次经过所述直流滤波电路、直流升压电路、逆变电路和交流滤波电路后，输出交流电源。
本发明所述直流滤波电路包括6路并联的DCEMC直流滤波器，所述直流升压电路包括与所述6路并联的DCEMC直流滤波器依次连接的MPPT直流升压模块。
本发明的整流电路、直流滤波电路和直流升压电路对输入的光伏直流电进行6组直流滤波升压，正汇流线和负汇流线输出的光伏电源将是稳压电流。先优化直流电源，后进行逆变，是在逆变之前已经排除无功电压的闪变。
本发明，所述逆变电路包括两个主板平机式逆变器。
本发明所述电能守恒型逆变器还包括连接所述整流电路输出端和交流滤波电路输出端的计算机视频数据信息缆线连接端。便于仪器监测直流信号和交流输出信号。
本发明提出了一种光伏并网电能守恒型逆变器，通过整流电路防止接入光伏组件接反，并通过先优化直流电源，后进行逆变，有效排除无功电压闪变的发生，有效负载功率可稳定在98％，效率最大化，运行安全持久化。
附图说明
图1为本发明光伏并网电能守恒型逆变器结构示意图。
图中附图标记说明如下：
1、整流电路输入端正极接线端子；2、整流电路输入端负极接线端子；3、正向散热可控硅；4、逆向散热可控硅；5、正极分线器；6、负极分线器；7、DCEMC直流滤波器；8、MPPT直流升压模块；9、正汇流线；10、负汇流线；11、逆变电路；12、交流滤波电路；13、火线入网接线端；14、零线入网接线端；15、电路板；16、计算机视频数据信息缆线连接端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。
本实施例一种光伏并网电能守恒型逆变器如图1所示，包括整流电路、直流滤波电路、直流升压电路、逆变电路和交流滤波电路。
其中，整流电路包括正向散热可控硅3和逆向散热可控硅4，光伏组件的正极接入正向散热可控硅3的输入端1，光伏组件的负极接入逆向散热可控硅4的输入端2。本实施例中散热可控硅3整流容量为120A耐压600V，正向左侧排放；散热可控硅4整流容量为120A耐压600V，负向右侧排放。整流电路对光伏组件输入的直流电进行整流，在接入光伏组件时，光伏组件的正极接入到散热可控硅3的输入端1，光伏组件的负极接入逆向散热可控硅4的输入端2，如果接反则本实施例逆变器不工作，可以有效防止接入时光伏组件的正负极接反。同时采用散热可控硅具有良好的散热能力，可以有效防止过热造成的功率损失。
本实施例中输入端1和输入端2为正负极接线端子，具体为准入电流为200A的镀银螺母铜牌。
本实施例的直流滤波电路包括6个DCEMC直流滤波器、正极分线器5和负极分线器6，6个DCEMC直流滤波器的正极统一接入正极分线器5，负极统一接入负极分线器6。正极分线器5和负极分线器6分别与整流电路的输出正极和负极连接，直流滤波电路对整流电路输出的直流信号进行滤波，用来滤除强电磁干扰和电火花干扰等，获取纯净的直流电源。其中EMC是电磁兼容性滤波器，DCEMC就是直流电磁兼容性滤波器。
本实施例的直流升压电路包括6个MPPT直流升压模块(最大功率点跟踪)，6个MPPT直流升压模块的输入端分别与直流滤波电路的6个DCEMC直流滤波器的输出端连接，6个MPPT直流升压模块的输出端分别接入正汇流线9和负汇流线10，正汇流线9和负汇流线10接入逆变电路的输入端。通过直流升压电路，将电压准入范围限定在80V-160V区间。
本实施例的整流电路、直流滤波电路和直流升压电路对输入的光伏直流电进行6组直流滤波升压，正汇流线9和负汇流线10输出的光伏电源将是稳压电流。单组承担的额定电流为12A，并联电路的总合电流将是72A，光伏组件的额定电流一般为8A，与逆变输入额电流成为整数倍，方便匹配，无资源浪费，升压范围在80V-160V的区间里，潜在电阻控制在接近于1.82的允许值范围，对于直流电源来说已经是最大功率点和最佳效率点。本实施例先优化直流电源，后进行逆变，是在逆变之前已经排除无功电压的闪变。
本实施例的逆变电路包括两个主板平机式逆变器11，由于逆变电路输入的是稳压电流，因而主板平机式逆变器11在不发热、无谐波冲击、无阻损的状态下实现的交流有效负载功率可稳定在98％，效率最大化，运行安全持久化。
本实施例的主板平机式逆变器11最大输入电流76A，输入电压范围为80V-160V。
逆变电路输出的交流电经过交流滤波电路后输出标准50赫兹交流电，本实施例交流滤波电路采用ACEMC240V50赫兹专用模块，其火线入网接线端13和零线入网接线端14接入电网。本实施例的火线入网接线端13和零线入网接线端14均带有240V120A继电保护。
需要说明的是，本实施例所有元器件都安装在一块绝缘电路板15上，为了便于通过仪器来监测整流电路和交流滤波电路的输出信号，还设置有计算机视频数据信息缆线连接端16，计算机视频数据信息缆线连接端16与整流电路输出端和交流滤波电路输出端连接。
本实施例光伏并网电能守恒型逆变器输送给国家电网的电能将是史无前例的守衡电能，输出功成为有效负载功率，解决了运营过程阶梯亏损的技术难题。
本实施例分布式光伏并网电能守恒逆变器直流输入、交流输出电参数明细附表如下：
表1
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种光伏并网电能守恒型逆变器，用于将光伏组件并入电网，其特征在于，所述电能守恒型逆变器包括整流电路、直流滤波电路、直流升压电路、逆变电路和交流滤波电路，所述光伏组件的正极接入所述整流电路的正极，所述光伏组件的负极接入所述整流电路的负极，所述整流电路的输出依次经过所述直流滤波电路、直流升压电路、逆变电路和交流滤波电路后，输出交流电源。
2.根据权利要求1所述的电能守恒型逆变器，其特征在于，所述直流滤波电路包括6路并联的DCEMC直流滤波器。
3.根据权利要求2所述的电能守恒型逆变器，其特征在于，所述直流升压电路包括与所述6路并联的DCEMC直流滤波器依次连接的MPPT直流升压模块。
4.根据权利要求1所述的电能守恒型逆变器，其特征在于，所述逆变电路包括两个主板平机式逆变器。
5.根据权利要求1所述的电能守恒型逆变器，其特征在于，所述电能守恒型逆变器还包括连接所述整流电路输出端和交流滤波电路输出端的计算机视频数据信息缆线连接端。
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