CN104882908A - 智能微电网专用逆变器及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能微电网专用逆变器及控制方法，智能微网控制器控制整流充电器为维持逆变蓄电池充电，当太阳能发电板电压高于逆变器工作电压时逆变器工作将电能送入智能微电网，当低于逆变器工作电压时，智能微网控制器控制维持逆变蓄电池放电至三相桥式逆变电路输入端，保持逆变器微电流运行；当主电网失电时，智能微网控制器根据检测的光伏发电量、重要负荷的用电量以调整维持逆变蓄电池的放电量，或者根据检测的光伏发电量、维持逆变蓄电池的电量调整负载用电量。本发明从结构上及控制策略上对普通并网逆变器进行改进，使逆变器保持在工作状态，避免逆变器向电网供电的断续，在提高了光伏利用率的同时确保智能微电网的连续供电。

Description

智能微电网专用逆变器及控制方法
技术领域
本发明涉及一种逆变器，尤其涉及一种智能微电网专用逆变器及其控制方法，属于电力电子设备技术领域。
背景技术
目前现有技术的普通并网逆变器只能在并网的单一模式下工作。其工作情况为：1)白天时光伏电板电压达到启动电压后逆变器开始工作，夜间当光伏电板电压低于其启动电压时逆变器停止工作；2)即使在白天光伏电板电压达到启动电压，在逆变器工作的情况下，如果主电网失电，逆变器检测到电网失电将立即启动孤岛保护停止逆变送电。
现有技术的逆变器的工作方式，当光伏电板电压低于其启动电压时停止工作，当光伏电板电压达到启动电压后逆变器开始工作，会造成逆变器向电网供电的断续，并且逆变器停止状态转换为工作状态需要较长时间才能正常工作，使得光伏的利用效率不高。
现有技术的逆变器检测到电网失电后启动孤岛保护，不能确保微电网的不断电安全稳定运行。因此，对现有技术的微电网逆变器进行改进，以便更加高效、稳定维持电网的安全运行具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能微电网专用逆变器及控制方法，从结构上及控制策略上对普通并网逆变器进行改进，使逆变器一直保持在工作状态下运行，即使夜间光伏发电板电压低于逆变器启动电压的情况下，通过维持逆变蓄电池的小电流放电维持IGBT组的逆变工作状态。无论任意时刻主电网失电时维持逆变蓄电池可以立即受控改变为大电流放电状态维持微电网重要负载的安全供电。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种智能微电网专用逆变器，包括EMI直流滤波器3、三相桥式逆变电路4、L滤波器5、EMI交流滤波器6、智能微网控制器7、智能监控器8、维持逆变蓄电池9、整流充电器10、断路器QF1、断路器QF2；太阳能发电板1与所述EMI直流滤波器3的输入端相连，所述EMI直流滤波器3的输出端与三相桥式逆变电路4的输入端相连，三相桥式逆变电路4的输出端与L滤波器5的一端相连，L滤波器5的另一端与EMI交流滤波器6的输入端相连，所述EMI交流滤波器6的输出端经断路器QF1后与智能监控器8一端相连，智能监控器8的另一端与负荷相连，主电网经断路器QF2与负荷相连，所述整流充电器10的交流输入端与EMI交流滤波器6的输出端相连，整流充电器10的直流输出端与维持逆变蓄电池9的电极相连，维持逆变蓄电池9的电极还与EMI直流滤波器3的输出端相连，所述智能微网控制器7的控制信号输送至三相桥式逆变电路4、智能监控器8、维持逆变蓄电池9、整流充电器10。
一种智能微电网专用逆变器的控制方法，智能微网控制器7控制整流充电器10为维持逆变蓄电池9充电，当太阳能发电板1电压高于逆变器工作电压时逆变器工作将电能送入智能微电网，当太阳能发电板1电压低于逆变器工作电压时，智能微网控制器7控制维持逆变蓄电池9放电至三相桥式逆变电路4输入端，保持逆变器运行；当主电网失电时，智能微网控制器7根据检测的光伏发电量、重要负荷的用电量以调整维持逆变蓄电池9的放电量，或者智能微网控制器7根据检测的光伏发电量、维持逆变蓄电池9的电量调整负载用电量。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述智能微电网专用逆变器，其中维持逆变蓄电池9是胶体铅酸蓄电池。
前述智能微电网专用逆变器，其中三相桥式逆变电路4采用IBGT组。
前述智能微电网专用逆变器，其中EMI直流滤波器3、EMI交流滤波器6是双向滤波器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：从结构上及控制策略上对普通并网逆变器进行改进，使逆变器一直保持在工作状态下运行，即使夜间光伏发电板电压低于逆变器启动电压的情况下，通过维持逆变蓄电池的小电流放电维持IGBT组的逆变工作状态，避免光伏能源向电网供电的断续，提高光伏的利用效率。当主电网失电时维持逆变蓄电池立即受控改变为大电流放电状态维持微电网重要负载的安全供电，达到智能微电网的电源能够受控以无缝的方式维持电网的安全运行。双向滤波器防止高次谐波对电源两侧设备的损害干扰。
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的智能微电网专用逆变器2，包括EMI直流滤波器3、三相桥式逆变电路4、L滤波器5、EMI交流滤波器6、智能微网控制器7、智能监控器8、维持逆变蓄电池9、整流充电器10、断路器QF1、断路器QF2；太阳能发电板1与所述EMI直流滤波器3的输入端相连，所述EMI直流滤波器3的输出端与三相桥式逆变电路4的输入端相连，三相桥式逆变电路4的输出端与L滤波器5的一端相连，L滤波器5的另一端与EMI交流滤波器6的输入端相连，所述EMI交流滤波器6的输出端经断路器QF1后与智能监控器8一端相连，智能监控器8的另一端与负荷相连，主电网经断路器QF2与负荷相连，所述整流充电器10的交流输入端与EMI交流滤波器6的输出端相连，整流充电器10的直流输出端与维持逆变蓄电池9的电极相连，维持逆变蓄电池9的电极还与EMI直流滤波器3的输出端相连，所述智能微网控制器7的控制信号输送至三相桥式逆变电路4、智能监控器8、维持逆变蓄电池9、整流充电器10。上述维持逆变蓄电池9是胶体铅酸蓄电池，三相桥式逆变电路4采用IBGT组，EMI直流滤波器3、EMI交流滤波器6是双向滤波器，双向滤波器可以防止高次谐波对电源两侧设备的损害干扰。
在上述智能微电网专用逆变器的硬件结构的基础上，本发明的控制方法为智能微网控制器7控制整流充电器10为维持逆变蓄电池9充电，当太阳能发电板1电压高于逆变器工作电压时逆变器工作将电能送入智能微电网，当太阳能发电板1电压低于逆变器工作电压时，智能微网控制器7控制维持逆变蓄电池9放电至三相桥式逆变电路4输入端，保持逆变器运行；当主电网失电时，智能微网控制器7根据检测的光伏发电量、重要负荷的用电量以调整维持逆变蓄电池9的放电量，或者智能微网控制器7根据检测的光伏发电量、维持逆变蓄电池9的电量调整负载用电量。
由于本发明的特殊结构使得无论光伏发电板的电压是否低于逆变器启动电压都可以让逆变器一直处于工作状态，在智能微电网系统需要的时候可以无缝的把蓄电池电能供给微电网负荷，满足智能微电网的稳定运行。这样可以使得过去难以实施的智能微电网得以普及实施，以100KW光伏发电组成的智能微电网系统为例，100KW光伏电站年发电量约11万度电，如果按照0.8元/度的价格计算电价，则年收益8.8万元，系统运行期间没有成本支出，系统静态计算约10.4年收回成本。光伏系统寿命约25年以上，经济效益明显。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种智能微电网专用逆变器，其特征在于，包括EMI直流滤波器(3)、三相桥式逆变电路(4)、L滤波器(5)、EMI交流滤波器(6)、智能微网控制器(7)、智能监控器(8)、维持逆变蓄电池(9)、整流充电器(10)、断路器QF1、断路器QF2；太阳能发电板(1)与所述EMI直流滤波器(3)的输入端相连，所述EMI直流滤波器(3)的输出端与三相桥式逆变电路(4)的输入端相连，三相桥式逆变电路(4)的输出端与L滤波器(5)的一端相连，L滤波器(5)的另一端与EMI交流滤波器(6)的输入端相连，所述EMI交流滤波器(6)的输出端经断路器QF1后与智能监控器(8)一端相连，智能监控器(8)的另一端与负荷相连，主电网经断路器QF2与负荷相连，所述整流充电器(10)的交流输入端与EMI交流滤波器(6)的输出端相连，整流充电器(10)的直流输出端与维持逆变蓄电池(9)的电极相连，维持逆变蓄电池(9)的电极还与EMI直流滤波器(3)的输出端相连，所述智能微网控制器(7)的控制信号输送至三相桥式逆变电路(4)、智能监控器(8)、维持逆变蓄电池(9)、整流充电器(10)。
2.如权利要求1所述的智能微电网专用逆变器，其特征在于，所述维持逆变蓄电池(9)是胶体铅酸蓄电池。
3.如权利要求1所述的智能微电网专用逆变器，其特征在于，所述三相桥式逆变电路(4)采用IBGT组。
4.如权利要求1所述的智能微电网专用逆变器，其特征在于，所述EMI直流滤波器(3)、EMI交流滤波器(6)是双向滤波器。
5.一种如权利要求1所述智能微电网专用逆变器的控制方法，其特征在于，智能微网控制器(7)控制整流充电器(10)为维持逆变蓄电池(9)充电，当太阳能发电板(1)电压高于逆变器工作电压时逆变器工作将电能送入智能微电网，当太阳能发电板(1)电压低于逆变器工作电压时，智能微网控制器(7)控制维持逆变蓄电池(9)放电至三相桥式逆变电路(4)输入端，保持逆变器运行；当主电网失电时，智能微网控制器(7)根据检测的光伏发电量、重要负荷的用电量以调整维持逆变蓄电池(9)的放电量，或者智能微网控制器(7)根据检测的光伏发电量、维持逆变蓄电池(9)的电量调整负载用电量。
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