CN110336328A - 一种电流注入式光伏并网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种电流注入式光伏并网系统，兼有净化电网功能：1、利用光伏电池侧的直流电压大于电网侧电压幅值的足够的压差，将来自光伏电池的所需电流强行注入电网，其输出功率等于电网电压与注入电流之积。2、上述所需电流包括两部分：其一，直接取电网电压波形，实时用于SPWM正弦波脉宽调制处理，所产生的交流电流，这是有功电流，其2，是与电网中的无功电流大小相等、方向相反的电网补偿电流。3、光伏并网的同时，光伏电池兼为蓄电池充电，光伏电池能量不足时，由蓄电池供电并网，保证并网的连续性。4、光伏并网系统安装在自耦变压器的靠近电网的中性线N的一端，确保光伏并网系统不带较高电压，在需要与电网彻底隔离的场合，须用隔离变压器替代自耦变压器。
Description
技术领域
本发明涉及直流电压如何对交流电网并网的技术领域具体地说是一种电流注入式光伏并网系统。
背景技术
光伏发电，绿色能源，方兴未艾。但目前市场上，利用逆变器将光伏直流电压转换成交流电压居多，再进一步将逆变后的交流电压并网者并不多，因为需要满足并网电压间的三要素：频率、相差、压差要求，致使性价比不高。
发明内容
本发明，提出了一种如何将直流电压，不经逆变，直接与电网并网的新技术，可以向市电电网并网，也可以向变频器的输出电压并网，并将这种技术用于光伏并网，这种并网技术并且兼有净化电网功能，这大大简化了常规并网过程，提高了并网系统的性价比。
本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：
本发明公开的一种电流注入式光伏并网系统，兼有净化电网功能：
1、利用光伏电池侧的直流电压大于电网侧电压幅值的足够的压差，将来自光伏电池的所需电流强行注入电网，其输出功率等于电网电压与注入电流之积。本发明采用权利要求书第二项所述的产生足够的压差的第二种方法：电网电压经自耦变压器或隔离变压器，使电网侧电压降低到所需值。
2、上述所需电流包括两部分：其一，直接取电网电压波形，实时用于SPWM正弦波脉宽调制处理，这就保证了向电网注入的所需电流，总是与电网同频率、同相位的正弦波电流，这是有功电流，其2，是与电网中的无功电流大小相等、方向相反的无功补偿电流，用于净化电网。
3、光伏并网的同时，光伏电池能量兼为蓄电池充电，光伏电池能量不足时，由蓄电池供电并网，保证并网的连续性。
4、光伏并网系统安装在自耦变压器的靠近电网的中性线N的一端，确保光伏并网系统不带较高电压，在需要与电网彻底隔离的场合，须用隔离变压器替代自耦变压器。
以下结合附图加以说明。
附图说明
图1为一种电流注入式光伏并网系统框图。
图2为一种电流注入式光伏并网系统的另一种实施框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
2为并网电路、3为光伏电池方阵、4为充电电路、5为控制电路。图1中，1为自耦变压器，图2中，1为隔离变压器。图中，粗线为功率走线，细线为信号走线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为一种电流注入式光伏并网系统框图。
并网过程，就是光伏并网系统向电网注入所需电流的过程。经自耦变压器的W1绕组，将电网侧电压降低到所需值，保证相对于光伏电池方阵B1的电压、B2的电压都有足够的压差，将来自光伏电池的所需电流强行注入电网，其输出功率就是电网电压与注入电流之积。所需电流产生：直接取电网电压波形，实时用于SPWM正弦波脉宽调制处理，便产生了向电网注入的所需电流。注入电流波形是实时随电网电压变化的，所以此方法可以用于向变频器输出电压并网。
正半周，Q1以与电网电压同相位的SPWM方式，不断将来自光伏电池方阵B1的电流，经高频滤波电感L1、自耦变压器1的W1绕组，注入电网，Q1截止时，L1经Q4的体内二极管、Q5续流，继续注入电网，由Q1控制的注入的电流，是正向电流，即由电网火线侧注入。当对电网进行无功补偿，需要注入反向电流时，则由Q2控制注入电流，即由电网中性线N侧注入。负半周由光伏电池方阵B2供电，运行过程与正半周类同。
光伏电池方阵3的能量，在并网的同时，还兼为蓄电池B3充电：MOS管Q3以PWM方式，经高频电感L2，为蓄电池B3充电，Q3截止时，经D2续流，继续为蓄电池B3充电。
光伏电池方阵3中的二极管D1的作用是，防止蓄电池B3电压加在B1/B2上。图2为一种电流注入式光伏并网系统的另一种实施框图。
与图1不同之处在于：
1、隔离变压器T1代替自耦变压器1：使一种电流注入式光伏并网系统的隔离变压器T1的后续部分完全与电网隔离；
2、增加继电器J：当光伏电池方阵3的能量充足时，经常闭触点将光伏电池方阵3的能量并网，在并网的同时，还兼为蓄电池B3、B4充电。当光伏电池方阵3的能量不足时，继电器J将蓄电池组B3、B4接通，由蓄电池组B3、B4提供能量，继续并网，保证并网的不间断性。
Claims (5)
1.一种电流注入式光伏并网系统，其特征在于：
是由自耦变压器1、并网电路2、光伏电池方阵3、充电电路4和控制电路5组成：自耦变压器1包括线圈W1、W2及其各自并联的高频电容Cw1、Cw2，并网电路2包括高频电感L1、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q4、MOS管Q5，光伏电池方阵3包括光伏电池B1、光伏电池B2、二极管D1，充电电路4包括MOS管Q3、高频电感L2、二极管D2、蓄电池B3，电网火线H接自耦变压器1的1端，电网中性线N接自耦变压器1的2端、MOS管Q5的d5、光伏电池B1的负极、光伏电池B2的正极，自耦变压器的中间抽头w接高频电感L1的1端，高频电感L1的2端接MOS管Q1的s1、MOS管Q2的d2、MOS管Q4的d4，MOS管Q1的d1接二极管D1的负极、MOS管Q3的d3，二极管D1的正极接光伏电池B1的正极，MOS管Q2的s2接光伏电池B2的负极、二极管D2的正极、蓄电池B3的负极，二极管D2的负极接MOS管Q3的s3、高频电感L2的1端，高频电感L2的2端接蓄电池B3的正极。
2.根据权利要求1所述的一种电流注入式光伏并网系统，其特征还在于：
利用光伏电池侧的直流电压大于电网侧电压幅值的足够的压差，将来自光伏电池B1、B2的所需电流强行注入电网，其输出功率等于电网电压与注入电流之积，产生所述的足够的压差有两种方法：其一，是将光伏电池B1、B2电压升压，使光伏电池侧电压升高到所需值，其二，是降低电网侧电压，电网电压经自耦变压器或隔离变压器，使电网侧电压降低到所需值。
3.根据权利要求1所述的一种电流注入式光伏并网系统，其特征还在于：
上述所需电流包括两部分：其一，直接取电网电压波形，实时用于SPWM正弦波脉宽调制处理，这就保证了向电网注入的所需电流，总是与电网同频率、同相位的正弦波电流，这是有功电流，此方法也适用于向变频电源并网，其2，是与电网中的无功电流大小相等、方向相反的无功补偿电流，用于净化电网。
4.根据权利要求1所述的一种电流注入式光伏并网系统，其特征还在于：
光伏并网的同时，光伏电池B1、B2的能量兼为蓄电池B3充电，当光伏电池B1、B2能量不足时，由蓄电池B3供电并网，保证并网的连续性。
5.根据权利要求1所述的一种电流注入式光伏并网系统，其特征还在于：
光伏并网系统安装在自耦变压器1靠近电网的中性线N端，确保光伏并网系统不带较高电压，在需要与电网彻底隔离的场合，须用隔离变压器替代自耦变压器。
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