CN113890388A - 一种有稳定性能的光伏逆变器 - Google Patents

一种有稳定性能的光伏逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN113890388A
CN113890388A CN202111157087.XA CN202111157087A CN113890388A CN 113890388 A CN113890388 A CN 113890388A CN 202111157087 A CN202111157087 A CN 202111157087A CN 113890388 A CN113890388 A CN 113890388A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
inverter
current
signal detection
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111157087.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113890388B (zh
Inventor
梁凯
徐大伟
张飞阳
王艳
刘卫东
李勇敢
陈伟
陈冬
刘健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leadot Innovation Technology Co ltd
Original Assignee
Leadot Innovation Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leadot Innovation Technology Co ltd filed Critical Leadot Innovation Technology Co ltd
Priority to CN202111157087.XA priority Critical patent/CN113890388B/zh
Publication of CN113890388A publication Critical patent/CN113890388A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113890388B publication Critical patent/CN113890388B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/02—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0213—Venting apertures; Constructional details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种有稳定性能的光伏逆变器；包括保护箱，所述保护箱内设有逆变器本体，所述保护箱内还设有漏电电流保护系统，所述漏电电流保护系统包括DSP控制模块、信号检测及采样模块、逆变电路驱动模块以及保护和控制信号模块，所述DSP控制模块与信号检测及采样模块连接，所述DSP控制模块与逆变电路驱动模块连接，所述DSP控制模块通过I/O端口与保护和控制信号模块连接。通过对逆变模块加以改进和控制，能够使其保证中点电压基本不再悬浮不定，共模电压基本保持为定值，从而达到消除漏电流的目的，保证了光伏逆变器的稳定运行，并通过温度调节组件能够对逆变器本体的温度进行调节，从而能够进一步提高逆变器的稳定性。

Description

一种有稳定性能的光伏逆变器
技术领域
本发明属于光伏逆变器技术领域，尤其涉及一种有稳定性能的光伏逆变器。
背景技术
光伏逆变器通过逆变电路将直流电能变换为交流电能，把实现逆变过程的装置称为逆变器，其核心将直流电压(光伏组件)转换成交流电压(可并网)的过程。
直接并电网的无变压器型逆变器，可以获得更加稳定的性能。变压器将电能转化成磁能，再将磁能转化成电能，在输入与输出端之间安装的电气隔离装置导致的能量损失可达到1％，甚至高达2％。因此，无变压器型逆变器的运行效率要比变压器型逆变器高。这种技术还有很多其它的优点，例如材料消耗少、重量轻、稳定可靠等。总而言之，无变压器型逆变器在很多方面都比变压器型逆变器更具优势。
正常运行状态下的漏电电流，来自光伏组件的电压采用高频率(20kHz)转换过程中，高频电压等同于电网电压峰值；这些电压在逆变器内部被认为是干扰，滤波器可以阻断这些干扰，防止其进入电网。但在理论上，完全阻止来自电源侧的直流分量进入交流电网是不可能实现的，所以在交流输出中也存在一定的对地直流电压分量。该直流电压分量将产生“漏电电流”，通过寄生电容流向电池组接地点。
不断变动的共模电压是漏电流产生的根本原因。为了抑制漏电流，需要保持共模电压的稳定，如果能使共模电压为一恒定不变的数值或仅有低频脉动的现象，即可基本消除漏电流。
无变压器型逆变器的漏电流问题的解决途径主要通过改进拓扑这种方式。而现有技术大多采用直流解耦和交流解耦这两种方式来抑制漏电流，但并不能做到完全消除，因其存在的中点电压悬浮不能稳定共模电压，继而会引发漏电流。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一种有稳定性能的光伏逆变器，通过对逆变模块加以改进和控制，能够使其保证中点电压基本不再悬浮不定，共模电压基本保持为定值，从而能够基本消除漏电流，保证光伏逆变器的稳定运行，并通过温度调节组件能够对逆变器的温度进行调节，
从而能够进一步提高逆变器的稳定性。
本发明提供如下技术方案：
一种有稳定性能的光伏逆变器；包括保护箱，所述保护箱内设置有逆变器本体，所述保护箱内还设置有用于所述逆变器本体漏电保护的漏电电流保护系统，所述漏电电流保护系统包括DSP控制模块、信号检测及采样模块、逆变电路驱动模块以及保护和控制信号模块，所述DSP控制模块通过ADC端口与所述信号检测及采样模块连接，所述信号检测及采样模块用于检测和采集所述逆变器本体输入端的电压以及输出端的电流，所述DSP控制模块还与所述逆变电路驱动模块连接，所述DSP控制模块通过I/O端口与所述保护和控制信号模块连接。
优选的，所述逆变器本体的输入端通过直流母线电容与光伏电池板电连接，所述逆变器本体的输出端通过滤波电路与电网电连接，所述信号检测及采样模块包括直流电压信号检测及采样子模块、交流电流信号检测及采样子模块，所述直流电压信号检测及采样子模块用于采集所述直流母线电容两端的电压，所述交流电流信号检测及采样子模块用于采集所述滤波电路输出端的电流。
优选的，所述信号检测及采样模块还包括过零检测电路，所述过零检测电路用于在交流采样电路中的过零次数的检测。
优选的，所述逆变器本体内部的拓扑电路包括光伏直流模块、逆变模块和滤波模块，所述光伏直流模块包括光伏电池板和直流母线电容，所述逆变模块用于完成电压从直流到交流的转换，所述滤波模块用于逆变输出电流谐波的抑制。
优选的，所述逆变模块包括八个功率开关管和两个二极管，所述功率开关管采用IGBT作为逆变控制开关元件，所述二极管采用型号为MUR3040PT的快恢复二极管。
优选的，所述DSP控制模块通过逆变电路驱动模块来控制所述逆变模块中功率开关管的导通和关断。
优选的，所述保护箱内还设置有温度调节组件，所述温度调节组件用于调节所述逆变器本体的温度。
优选的，温度调节组件包括气体温度调节箱、储液箱、温度传感器，所述气体温度调节箱位于所述保护箱的外侧，所述储液箱位于所述保护箱的内部，所述温度传感器位于保护箱内部，用于检测保护箱内部的温度，并以信号的形式反馈给所述DSP控制模块，所述气体温度调节箱内部竖直设置有半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端面与所述气体温度调节箱之间形成第一腔室，所述半导体制冷片的热端面与所述气体温度调节箱之间形成第二腔室，所述第一腔室内设置有第一进气管，所述第一进气管的另一端位于所述储液箱内，所述气体温度调节箱位于所述第一腔室处还设置有多个第一进气口，所述第二腔室内设置有散热风扇，所述气体温度调节箱位于所述第二腔室处还设置有多个散热孔，所述第一进气管位于所述储液箱的一端位于所述储液箱的液面下方，所述储液箱的上端设置有第一出气口，所述第一出气口处设置有第一单向出气阀。
优选的，所述温度调节组件还包括排气机构，所述排气机构包括第一机构、第二机构、第三机构，所述第一机构、第二机构、第三机构均连接有曲轴，所述曲轴的一端连接有电机，所述第三机构的左侧设置有第二出气口，所述第二出气口与所述保护箱的外部连通，所述第二进气口处设置有第二单向出气阀。
优选的，所述第一机构与第二机构对称的设置在所述第三机构的两侧，且所述第一机构和第二机构的结构相同，所述曲轴贯穿第二机构，且与第二机构构成转动连接，所述曲轴同时贯穿第一机构，且与第一机构构成转动连接，所述电机驱动曲轴转动。
优选的，所述第一机构包括第一筒体，所述曲轴设置在第一筒体内部靠近右侧的位置，所述曲轴上设有第一轴承，所述第一轴承与所述曲轴转动连接，所述第一轴承的外侧壁连接有第一连杆，所述第一连杆的另一端通过第三轴承转动连接有第一推杆，所述第一推杆的另一端连接有第一活塞块，所述第一活塞块与第一筒体内壁通过橡胶垫滑动密封连接，所述第一筒体的侧壁设有第二进气口，所述第二进气口处设有第一单向进气阀，所述第一筒体的外侧壁靠近左侧的位置设置有第二进气管，所述第二进气管的另一端与第三机构连接。
优选的，所述第三机构包括第二筒体，所述曲轴设在第二筒体外部的右侧，所述曲轴上连接有第二轴承，所述第二轴承的外侧壁连接有第二连杆，所述第二连杆贯穿第二筒体的右侧壁，所述第二连杆的另一端连接有第二推杆，所述第二推杆的另一端连接有第二活塞块，所述第二活塞块与第二筒体内壁通过橡胶垫滑动密封连接，所述第二筒体的外侧壁靠近左端位置对称连接有第二进气管和第三进气管，所述第二进气管与第一机构连接，所述第三进气管与第二机构连接，所述第二筒体的左端贯穿所述保护箱的侧壁与外界连通。
优选的，所述第二进气管与第二筒体连接处对应设有第三进气口，所述第三进气管与第二筒体的连接处对应设有第四进气口，所述第三进气口、第四进气口均设有第二单向进气阀。
优选的，所述保护箱内底部设置有防护组件，所述防护组件包括木衬条和减振抗冲垫，所述逆变器本体位于所述木衬条上，所述木衬条的下端通过减振抗冲垫与所述保护箱连接，所述减振抗冲垫的内部均匀排列有蜂窝状六角形薄壁空心柱体，所述相邻的空心柱体之间设有空气腔。
优选的，所述保护箱的内壁还设置有绝缘层，所述绝缘层为芳纶绝缘纸层，所述保护箱的外壁还设置有隔热层。
优选的，所述滤波模块包括滤波器，为了进一步提高光伏逆变器的稳定性，进一步降低因并网电流纹波的大小造成的影响，所述直流母线电压Upv、电网输出最大幅值电压Ugm、电流纹波幅值ΔImax、开关频率P、电流峰值Igmax与滤波器的电感值D之间应满足一下关系：
Figure BDA0003286991980000041
上式中，Upv、Ugm单位，V；Imax、Igmax单位，A；α为关系系数，取值范围为0.87-3.55。
优选的，为了进一步提高光伏逆变器的稳定性，保证逆变器本体工作时始终处于合理的温度环境下，本发明了还提供了一种逆变器温度调节的方法：
S1:温度传感器对保护箱内部温度进行实时采集，并以信号的形式发送至DSP控制模块；
S2:DSP控制模块内设有五种工作模式，分别为一级降温模式、二级降温模式、一级升温模式、二级升温模式以及待机模式，四种工作模式均有各自的取值区间，DSP控制模块根据温度传感器采样的温度值计算与预设阈值之间的温度差ΔW；
S3:DSP控制模块根据温度差ΔW来确定半导体制冷片的工作模式并控制电机的转动和停止。
优选的，在步骤S3中，当温度差ΔW的值位于一级降温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过对输入电流的控制来控制半导体制冷片低功率进行工作，并使电机低速转动；当温度差ΔW的值位于二级降温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过对输入电流的控制来控制半导体制冷片高功率进行工作，并使电机高速转动；当温度差ΔW的值位于一级升温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过H桥驱动电路来实现对半导体制冷片正负极的反转，并对输入电流的控制来控制半导体制冷片低功率进行工作，并使电机低速转动；当温度差ΔW的值位于二级升温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过H桥驱动电路来实现对半导体制冷片正负极的反转，并对输入电流的控制来控制半导体制冷片高功率进行工作，并使电机高速转动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明一种有稳定性能的光伏逆变器，通过对逆变模块加以改进和控制，能够使其保证中点电压基本不再悬浮不定，共模电压基本保持为定值，从而达到消除漏电流的目的，保证了光伏逆变器的稳定运行，并通过温度调节组件能够对逆变器本体的温度进行调节，从而能够进一步提高逆变器的稳定性。
(2)本发明一种有稳定性能的光伏逆变器，通过设置气体温度调节箱，半导体制冷片能够对第一腔室的气体进行加热或降温，第一腔室内的气体能够经第一进气管、储液箱进入到保护箱内部，排气机构能够将保护箱内部的气体排到外部，能够使得保护箱内形成负压，便于第一腔室内的气体进入保护箱内，储液箱还能够对进入的气体进行处理，气体与水液混合，能够降低尘土等杂物进入保护箱内的可能性。
(3)本发明一种有稳定性能的光伏逆变器，排气机构的过程中，通过第一筒体内的第一连杆带动第一推杆向右运动，保护箱内的气体经第一单向进气阀进入到第一筒体内，然后通过第一筒体内的第一连杆带动第一推杆向左运动，第一活塞块挤压第一筒体内的气体，气体能够经第二进气管、第二单向进气阀快速进入到第二筒体内，并通过第二连杆带动第二推杆向左运动，第二活塞块挤压第二筒体内的气体，并将气体经第二单向出气阀排到外界，通过该设置能够进一步提高保护箱内气体的更换速率，从而进一步提高了温度调节的效率。
(4)本发明一种有稳定性能的光伏逆变器，通过对直流母线电压Upv、电网输出最大幅值电压Ugm、电流纹波幅值ΔImax、开关频率P、电流峰值Igmax与滤波器的电感值D之间的限定，从而能够进一步提高光伏逆变器的稳定性，进一步降低因并网电流纹波的大小造成的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的结构框图。
图3是本发明的电压采样电路图。
图4是本发明的电流采样电路图。
图5是本发明的过零检测电路图。
图6是本发明的IGBT驱动电路图。
图7是本发明的逆变模块拓扑电路图。
图8是本发明的气体温度调节箱、储液箱结构示意图。
图9是本发明的排气机构结构示意图。
图10是本发明的第一机构结构示意图。
图11是本发明的第三机构结构示意图。
图中：1、保护箱；2、逆变器本体；3、DSP控制模块；4、气体温度调节箱；41、半导体制冷片；42、第一腔室；43、第二腔室；44、第一进气口；45、散热风扇；46、散热孔；5、第一进气管；6、储液箱；7、第一单向出气阀；81、第一机构；82、第二机构；83、第三机构；84、曲轴；85、第二进气管；86、第三进气管；811、第一筒体；812、第一轴承；813、第一连杆；814、第一推杆；815、第一活塞块；816、第二进气口；817、第一单向进气阀；831、第二筒体；832、第二轴承；833、第二连杆；834、第二推杆；835、第二活塞块；836、第二出气口；837、第二单向出气阀；838、第三进气口；91、木衬条；92、减振缓冲垫；93、空心柱体；94、空气腔。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参考图1-7，一种有稳定性能的光伏逆变器；包括保护箱1，所述保护箱1内设置有逆变器本体2，所述保护箱1内还设置有用于所述逆变器本体2漏电保护的漏电电流保护系统，所述漏电电流保护系统包括DSP控制模块3、信号检测及采样模块、逆变电路驱动模块以及保护和控制信号模块，所述DSP控制模块通过ADC端口与所述信号检测及采样模块连接，所述信号检测及采样模块用于检测和采集所述逆变器本体2输入端的电压以及输出端的电流，实现电流环的闭环控制，所述DSP控制模块还与所述逆变电路驱动模块连接，所述DSP控制模块与所述逆变电路驱动模块通过e PWM连接，ePWM用于电机控制系统及功率转换装置，在逆变系统中，作为电路驱动，调整周期占空比，所述DSP控制模块通过I/O端口与所述保护和控制信号模块连接。为了实现对光伏侧母线直流电压和并网交流电流的控制，需要对直流侧电容电压、逆变器侧电流和电网电流进行检测，为了实时控制逆变环节的输出电流，需要对电网交流电流进行采样检测。
所述逆变器本体2的输入端通过直流母线电容与光伏电池板电连接，所述逆变器本体2的输出端通过滤波电路与电网电连接，所述信号检测及采样模块包括直流电压信号检测及采样子模块、交流电流信号检测及采样子模块，所述直流电压信号检测及采样子模块用于采集所述直流母线电容两端的电压，所述交流电流信号检测及采样子模块用于采集所述滤波电路输出端的电流。
所述信号检测及采样模块还包括过零检测电路，所述过零检测电路用于在交流采样电路中的过零次数的检测。过零检测的作用是在交流系统中，当电流或电压波形从正半周期到负半周期变化时，检测经过的零电位，根据经过零点的次数，能够得到系统被检测波形的频率。在光伏系统并网时，DSP控制器中电压前馈补偿需要用到电网电压幅值，而要生成与电网电压同频同相的参考电流，需要捕获电网电压的相位零点。
所述逆变器本体2内部的拓扑电路包括光伏直流模块、逆变模块和滤波模块，所述光伏直流模块包括光伏电池板和直流母线电容，所述逆变模块用于完成电压从直流到交流的转换，所述滤波模块用于逆变输出电流谐波的抑制。
所述逆变模块包括8个功率开关管和两个二极管，所述功率开关管采用IGBT作为逆变控制开关元件，所述二极管采用型号为MUR3040PT的快恢复二极管。请参考图7，该拓扑电路是将箝位单元从续流桥臂中点引至分压电容C1和C2的中点，构成一条T型通路，双向导通的同时避免了体二极管因反向恢复慢带来的箝位电压不稳定问题，在正负半周期的工作过程中，因为构建的箝位通路能够保证快速的导通和关断，使得桥路中点电压稳定，因此共模电压始终稳定一恒值，其幅值为光伏电源电压的一半，故该拓扑能完全抑制漏电流。
IGBT是通过结合BJT和MOSFET两种开关管的特点，复合组成的一种电子器件，具有开关动作速度快、驱动能耗小、饱和压降低的优点，在高压大容量系统中普遍作为开关模块使用。
所述DSP控制模块通过逆变电路驱动模块来控制所述逆变模块中功率开关管的导通和关断。由于DSP控制器产生的PWM信号脉冲无法直接驱动IGBT开关管，需要采用驱动电路连接主控芯片和IGBT，逆变电路驱动模块采用型号为ACPL-331J的智能门极驱动器，它具有满足隔离输入和输出信号的要求，避免信号在传输过程中发生延迟，保持信号的流畅性和保证了系统的稳定性，另外IGBT在工作过程中高频导通会产生共模干扰，该驱动器具有一定的共模抑制能力，避免了严重的电磁干扰。
所述滤波模块包括滤波器，为了进一步提高光伏逆变器的稳定性，进一步降低因并网电流纹波的大小造成的影响，所述直流母线电压Upv、电网输出最大幅值电压Ugm、电流纹波幅值ΔImax、开关频率P、电流峰值Igmax与滤波器的电感值D之间应满足一下关系：
Figure BDA0003286991980000091
上式中，Upv、Ugm单位，V；Imax、Igmax单位，A；α为关系系数，取值范围为0.87-3.55。
实施例二：
请参考图1-11，在实施例一的基础上，所述保护箱1内还设置有温度调节组件，所述温度调节组件用于调节所述逆变器本体2的温度。
温度调节组件包括气体温度调节箱4、储液箱6、温度传感器，所述气体温度调节箱4位于所述保护箱1的外侧，所述储液箱6位于所述保护箱1的内部，所述温度传感器位于保护箱内部，用于检测保护箱内部的温度，并以信号的形式反馈给所述DSP控制模块3，所述气体温度调节箱4内部竖直设置有半导体制冷片41，所述半导体制冷片41的冷端面与所述气体温度调节箱4之间形成第一腔室43，所述半导体制冷片41的热端面与所述气体温度调节箱4之间形成第二腔室44，所述第一腔室43内设置有第一进气管5，所述第一进气管5的另一端位于所述储液箱6内，所述气体温度调节箱4位于所述第一腔室处还设置有多个第一进气口44，所述第二腔室内设置有散热风扇45，所述气体温度调节箱4位于所述第二腔室处还设置有多个散热孔45，所述第一进气管5位于所述储液箱的一端位于所述储液箱的液面下方，所述储液箱6的上端设置有第一出气口，所述第一出气口处设置有第一单向出气阀7。通过该设置，能够保证半导体制冷片能够对第一腔室的气体进行加热或降温，第一腔室内的气体能够经第一进气管、储液箱进入到保护箱内部，排气机构能够将保护箱内部的气体排到外部，能够使得保护箱内形成负压，便于第一腔室内的气体进入保护箱内，储液箱还能够对进入的气体进行处理，气体与水液混合，能够降低尘土等杂物进入保护箱内的可能性。
所述温度调节组件还包括排气机构8，所述排气机构8包括第一机构81、第二机构82、第三机构83，所述第一机构、第二机构、第三机构均连接有曲轴84，所述曲轴84的一端连接有电机，所述第三机构的左侧设置有第二出气口836，所述第二出气口836与所述保护箱1的外部连通，所述第二进气口处设置有第二单向出气阀837。
所述第一机构81与第二机构82对称的设置在所述第三机构83的两侧，且所述第一机构和第二机构的结构相同，所述曲轴84贯穿第二机构，且与第二机构构成转动连接，所述曲轴同时贯穿第一机构，且与第一机构构成转动连接，所述电机驱动曲轴转动。
所述第一机构81包括第一筒体811，所述曲轴84设置在第一筒体811内部靠近右侧的位置，所述曲轴上设有第一轴承812，所述第一轴承与所述曲轴转动连接，所述第一轴承的外侧壁连接有第一连杆813，所述第一连杆的另一端通过第三轴承转动连接有第一推杆814，所述第一推杆814的另一端连接有第一活塞块815，所述第一活塞块与第一筒体内壁通过橡胶垫滑动密封连接，所述第一筒体的侧壁设有第二进气口816，所述第二进气口处设有第一单向进气阀817，所述第一筒体的外侧壁靠近左侧的位置设置有第二进气管，所述第二进气管的另一端与第三机构连接。
所述第三机构83包括第二筒体831，所述曲轴84设在第二筒体外部的右侧，所述曲轴上连接有第二轴承832，所述第二轴承的外侧壁连接有第二连杆833，所述第二连杆贯穿第二筒体的右侧壁，所述第二连杆的另一端连接有第二推杆834，所述第二推杆的另一端连接有第二活塞块835，所述第二活塞块与第二筒体内壁通过橡胶垫滑动密封连接，所述第二筒体的外侧壁靠近左端位置对称连接有第二进气管85和第三进气管86，所述第二进气管与第一机构连接，所述第三进气管86与第二机构连接，所述第二筒体的左端贯穿所述保护箱1的侧壁与外界连通。
所述第二进气管85与第二筒体831的连接处对应设有第三进气口838，所述第三进气管86与第二筒体831的连接处对应设有第四进气口，所述第三进气口、第四进气口均设有第二单向进气阀。
通过设置排气机构，能够保证，当电机工作，能够带动曲轴84转动，曲轴在转动的过程中，当第一筒体内的曲轴带动第一连杆和第一推杆向右运行时，由于第二进气口的第一单向进气阀受到负压的作用，呈开启状态，保护箱内的空气进入第一筒体内，且第二进气管处设置的第二单向进气阀呈受到负压作用成闭合状态；第二机构与第一机构的状态相同；同时，第二筒体内的第二连杆和第二推杆受到曲轴的作用向左运动，此过程中，由于第二单向进气阀受到负压作用呈闭合状态，第二筒体左侧的第二出气口处设置的第二单向出气阀837受到压力作用呈比开启状态，第二筒体内的空气受到压力作用快速排到外界；当曲轴带动第二连杆和第二推杆向右运动时，第二进气管和第三进气管处的第二单向进气阀受负压呈开启状，第二单向进气阀受到负压作用呈闭合状态，此时，第一筒体内的第一连杆带动第一推杆向左运动，第一活塞块挤压第一筒体内的空气，通过呈开启状态的第二单向进气阀快速进入到第二筒体内，完成对第二筒体空气的及时补充，通过该设置能够进一步提高保护箱内气体的更换速率，从而进一步提高了温度调节的效率，还能够有效避免外界的灰尘和杂物进入保护箱内。
所述保护箱1内底部设置有防护组件，所述防护组件包括木衬条91和减振抗冲垫92，所述逆变器本体2位于所述木衬条上，所述木衬条的下端通过减振抗冲垫与所述保护箱连接，所述减振抗冲垫的内部均匀排列有蜂窝状六角形薄壁空心柱体93，所述相邻的空心柱体之间设有空气腔94。通过该设置，能够很好的减缓逆变器本体的震动。
所述保护箱1的内壁还设置有绝缘层，所述绝缘层为芳纶绝缘纸层，所述保护箱1的外壁还设置有隔热层。
为了进一步提高光伏逆变器的稳定性，保证逆变器本体工作时始终处于合理的温度环境下，本发明了还提供了一种逆变器温度调节的方法：
S1:温度传感器对保护箱内部温度进行实时采集，并以信号的形式发送至DSP控制模块；
S2:DSP控制模块内设有五种工作模式，分别为一级降温模式、二级降温模式、一级升温模式、二级升温模式以及待机模式，四种工作模式均有各自的取值区间，DSP控制模块根据温度传感器采样的温度值计算与预设阈值之间的温度差ΔW；
S3:DSP控制模块根据温度差ΔW来确定半导体制冷片的工作模式并控制电机的转动和停止。
在步骤S3中，当温度差ΔW的值位于一级降温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过对输入电流的控制来控制半导体制冷片低功率进行工作，并使电机低速转动；当温度差ΔW的值位于二级降温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过对输入电流的控制来控制半导体制冷片高功率进行工作，并使电机高速转动；当温度差ΔW的值位于一级升温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过H桥驱动电路来实现对半导体制冷片正负极的反转，并对输入电流的控制来控制半导体制冷片低功率进行工作，并使电机低速转动；当温度差ΔW的值位于二级升温模式所在取值区间时，DSP控制模块通过H桥驱动电路来实现对半导体制冷片正负极的反转，并对输入电流的控制来控制半导体制冷片高功率进行工作，并使电机高速转动。
本发明中未详细阐述的其它技术方案均为本领域的现有技术，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种有稳定性能的光伏逆变器；包括保护箱（1），其特征在于，所述保护箱（1）内设置有逆变器本体（2），所述保护箱（1）内还设置有用于所述逆变器本体（2）漏电保护的漏电电流保护系统，所述漏电电流保护系统包括DSP控制模块（3）、信号检测及采样模块、逆变电路驱动模块以及保护和控制信号模块，所述DSP控制模块通过ADC端口与所述信号检测及采样模块连接，所述信号检测及采样模块用于检测和采集所述逆变器本体（2）输入端的电压以及输出端的电流，所述DSP控制模块还与所述逆变电路驱动模块连接，所述DSP控制模块通过I/O 端口与所述保护和控制信号模块连接。
2.根据权利要求1所述一种有稳定性能的光伏逆变器，其特征在于，所述逆变器本体（2）的输入端通过直流母线电容与光伏电池板电连接，所述逆变器本体（2）的输出端通过滤波电路与电网电连接，所述信号检测及采样模块包括直流电压信号检测及采样子模块、交流电流信号检测及采样子模块，所述直流电压信号检测及采样子模块用于采集所述直流母线电容两端的电压，所述交流电流信号检测及采样子模块用于采集所述滤波电路输出端的电流。
3.根据权利要求2所述一种有稳定性能的光伏逆变器，其特征在于，所述信号检测及采样模块还包括过零检测电路，所述过零检测电路用于在交流采样电路中的过零次数的检测。
4.根据权利要求3所述一种有稳定性能的光伏逆变器，其特征在于，所述逆变器本体（2）内部的拓扑电路包括光伏直流模块、逆变模块和滤波模块，所述光伏直流模块包括光伏电池板和直流母线电容，所述逆变模块用于完成电压从直流到交流的转换，所述滤波模块用于逆变输出电流谐波的抑制。
5.根据权利要求4所述一种有稳定性能的光伏逆变器，其特征在于，所述逆变模块包括八个功率开关管和两个二极管，所述功率开关管采用IGBT作为逆变控制开关元件，所述二极管采用型号为 MUR3040PT 的快恢复二极管。
6.根据权利要求5所述一种有稳定性能的光伏逆变器，其特征在于，所述DSP控制模块通过逆变电路驱动模块来控制所述逆变模块中功率开关管的导通和关断。
7.根据权利要求1所述一种有稳定性能的光伏逆变器，其特征在于，所述保护箱（1）内还设置有温度调节组件，所述温度调节组件用于调节所述逆变器本体（2）的温度。
CN202111157087.XA 2021-09-29 2021-09-29 一种有稳定性能的光伏逆变器 Active CN113890388B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111157087.XA CN113890388B (zh) 2021-09-29 2021-09-29 一种有稳定性能的光伏逆变器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111157087.XA CN113890388B (zh) 2021-09-29 2021-09-29 一种有稳定性能的光伏逆变器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113890388A true CN113890388A (zh) 2022-01-04
CN113890388B CN113890388B (zh) 2022-09-02

Family

ID=79004656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111157087.XA Active CN113890388B (zh) 2021-09-29 2021-09-29 一种有稳定性能的光伏逆变器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113890388B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2136465A1 (de) * 2008-06-18 2009-12-23 SMA Solar Technology AG Wechselrichter in Brückenschaltung mit langsam und schnell getakten Schaltern
CN101976854A (zh) * 2010-11-10 2011-02-16 江苏中澳光伏能源科技有限公司 光伏发电单相并网逆变器
CN202384776U (zh) * 2011-12-31 2012-08-15 南京因泰莱电器股份有限公司 光伏发电系统
CN107070275A (zh) * 2017-03-24 2017-08-18 江苏固德威电源科技股份有限公司 五电平低共模漏电流单相光伏并网逆变器及光伏并网系统
CN212910538U (zh) * 2020-08-13 2021-04-06 四川帝威能源技术有限公司 一种智能一体化精密电源的散热装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2136465A1 (de) * 2008-06-18 2009-12-23 SMA Solar Technology AG Wechselrichter in Brückenschaltung mit langsam und schnell getakten Schaltern
CN101976854A (zh) * 2010-11-10 2011-02-16 江苏中澳光伏能源科技有限公司 光伏发电单相并网逆变器
CN202384776U (zh) * 2011-12-31 2012-08-15 南京因泰莱电器股份有限公司 光伏发电系统
CN107070275A (zh) * 2017-03-24 2017-08-18 江苏固德威电源科技股份有限公司 五电平低共模漏电流单相光伏并网逆变器及光伏并网系统
CN212910538U (zh) * 2020-08-13 2021-04-06 四川帝威能源技术有限公司 一种智能一体化精密电源的散热装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113890388B (zh) 2022-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Akagi The state-of-the-art of active filters for power conditioning
CN103001573A (zh) 中压变频驱动系统
CN110920422B (zh) 一种基于电流源的大功率电动汽车充电装置及控制方法
CN109787489B (zh) 辅助电源系统功率模块
CN103743069A (zh) 一种新能源变频空调及其控制方法
CN107888073B (zh) 一种全方位软开关的交直流混合能量路由器
Yuan et al. Zero-voltage switching for three-level capacitor clamping inverter
CN113890388B (zh) 一种有稳定性能的光伏逆变器
CN102263513B (zh) 一种ac-dc隔离变换电路
CN105450076A (zh) Z源三电平逆变器及空调系统
CN105978389B (zh) 桥式微逆变器的一种低频电流纹波抑制数字控制装置
CN105048854A (zh) 三相非隔离并网变换器及空调系统
CN108566091B (zh) Dc/dc变换器及其控制方法
CN203554355U (zh) 一种变频空调及其基于z源变换器的电机控制系统
CN107070218B (zh) 一种大功率软开关斩波电路
CN109698633A (zh) 一种增强型双向z源逆变器
CN210007397U (zh) 一种静止无功补偿发生器
CN201639482U (zh) 高压隔离多输出igct驱动电源
WO2022110685A1 (zh) 中点箝位逆变器及光伏供电系统
CN104410317B (zh) 天然气电站有源逆变装置功率回路获得方法
CN113131803A (zh) 一种开关磁阻电机用低成本功率变换器及其控制策略
CN107769390B (zh) 一种易于扩展的独立电流控制电池储能系统及其控制方法
CN205792235U (zh) 逆变器功率堆栈
CN220915166U (zh) 一种中频感应电炉用的变频供电装置
CN204652278U (zh) 高压电机节电器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant