CN201910625U - 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器 - Google Patents

一种基于超级电容器的光伏并网逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN201910625U
CN201910625U CN2010205607234U CN201020560723U CN201910625U CN 201910625 U CN201910625 U CN 201910625U CN 2010205607234 U CN2010205607234 U CN 2010205607234U CN 201020560723 U CN201020560723 U CN 201020560723U CN 201910625 U CN201910625 U CN 201910625U
Authority
CN
China
Prior art keywords
grid
photovoltaic
inverter
circuit
ultracapacitor
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.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2010205607234U
Other languages
English (en)
Inventor
许任重
唐侃
茹心芹
曹远志
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.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
China Electric Power Research Institute 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 China Electric Power Research Institute Co Ltd filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN2010205607234U priority Critical patent/CN201910625U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201910625U publication Critical patent/CN201910625U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

一种基于超级电容器的光伏并网逆变器,包括:直流预充电电路或者交流预充电电路,太阳能电池阵列,绝缘栅双极型晶体管IGBT,交流低通滤波器,系统控制电路,还包括,一组超级电容器,直接并联在光伏电池阵列和逆变桥之间;并联进电路的超级电容器用于抑制太阳能这种间歇性能源本身或者其他原因造成的各种波动。本实用新型的有益效果在于解决了直流侧电容平常需要加额外的预充电电路的问题;还解决了逆变器作为静止无功补偿器SVG运行时,无功功率输出有限的问题。

Description

一种基于超级电容器的光伏并网逆变器
技术领域
[0001] 本实用新型专利属于太阳能发电与电力电子技术领域,具体涉及到一种利用超级 电容器进行直流缓冲和支撑的三相光伏并网逆变器。
背景技术
[0002] 随着能源危机和环境污染问题的日益突出,越来越多的国家开始意识到开发可再 生能源的必要性和紧迫性。大面积的开发使用以风能、太阳能为代表的可再生能源是实现 可持续发展的必由之路。其中太阳能资源由于具有分布面积广、绿色、取之不尽,用之不竭 等显著的优点而日益受到人们的青睐。
[0003] 光伏并网逆变器作为太阳能发电利用的最主要的设备,成为整个技术的核心。目 前使用的光伏并网逆变器主要采用大量的电解电容进行串并联来做直流支撑和缓冲。由于 电解电容容量小,耐压低,而且温度条件苛刻,使用寿命有限。而超级电容器作为一种新型 的纯绿色储能器件,由于其具有:1、容量大,功率密度高;2、充电速度快;3、循环使用寿命 长等突出优点而被广泛使用。而将超级电容器应用于光伏并网逆变器中是本实用新型的最 核心的内容。
发明内容
[0004] 本实用新型内容在于设计超级电容器作为直流缓冲和储能环节,当日照强度过大 的时候,系统将太阳能电池组件PV产生的较高的电压存储到超级电容中,在光照受到遮 挡,太阳能电池组件PV电压瞬时跌落时,超级电容器释放能量,维持电压。这样就解决了光 伏电池由于光照的间歇性造成的电压大幅波动;由于超级电容器内阻较大,逆变器可以采 取太阳能电池组件PV直接启动方式,解决了直流侧电容平常需要加额外的预充电电路的 问题;由于超级电容器容量很大,解决了逆变器作为静止无功补偿器SVG运行时,无功功率 输出有限的问题。
[0005] 本实用新型是一种基于超级电容的光伏并网逆变器,其具体构成为:
[0006] 1、原有光伏并网逆变器(如图1所示)直流侧通常采用电解电容,由于电解电容耐 压和容量均有限,故一般采用串并联的连接方式。本实用新型将串并联的电解电容用一组 超级电容器代替,直接并联在光伏电池阵列和逆变桥之间(如图2所示)。并联进电路的超 级电容器主要用于抑制太阳能这种间歇性能源本身或者其他原因造成的各种波动;
[0007] 2、在原有光伏并网逆变器(如图1所示)的基础上精简掉了直流预充电电路或者交 流预充电电路(如图2所示),这样简化了结构,节省了成本,提高了系统的可靠性,更适用于 光伏逆变器系统启停频繁的场合;
[0008] 系统主控制器的芯片采用DSP+FPGA,利用14位AD芯片采样直流电压,直流充电电 流,交流电压,交流电流,温度等信号,通过前馈解耦的双闭环控制策略,输出SVPWM驱动信 号,实现并网逆变。附图说明
[0009] 图1是现有光伏并网逆变器的电路图
[0010] 图2是本实用新型的系统主电路和控制框图。
[0011] 图中标号:1为太阳能电池阵列,2为超级电容器,3为绝缘栅双极型晶体管 (IGBT),4为交流低通滤波器,5为系统的控制电路。
[0012] 图3为前馈解耦控制框图。
具体实施方式
[0013] 以下结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0014] 参见附图,本方案实施的技术路线是:太阳能电池组件PV阵列为单晶、多晶、薄 膜等主流电池组件串并联而成,通过放反二极管D给超级电容器充电。在启动初期,由于太 阳能电池内阻较大,加上太阳能电池本身的特性,充电电流不是很大,而且超级电容器耐电 流能量较强。控制器利用模数采样芯片采样到直流电压,当充电的直流电压大于设定的阀 值,系统就认为超级电容器充满了电,系统开始启动。超级电容器开始将能量通过后面的逆 变拓扑送往电网。直流电压随着发生瞬时跌落。此时,太阳能电池阵列与超级电容器有电 压差,阵列又开始往超级电容器充电。如此往复,实现了超级电容器缓冲能量和支撑直流电 压的作用。具体并网控制如下所示。
[0015] 控制器采用电流内环电压外环的双闭环控制结构。控制框图如图2所示。电压 外环实现最大功率跟踪MPPT跟踪,电流内环控制交流侧输入电流跟踪正弦输入电压。外环 输出作为电流内环有功分量轴id的给定值,控制着电流大小和方向,从而控制有功功率的 大小和方向;当系统工作在并网逆变状态时,无功分量轴iq给定为0。当系统工作在静止 无功补偿器SVG状态时,无功分量轴iq根据系统无功功率需要设定,有功分量轴给定为0。 电流给定有功Id*和无功分量Iq*与反馈的有功id和无功分量iq比较后送入电流PI调 节器,再经过前馈解耦,最后通过空间矢量调制SVPWM,产生6路驱动信号,控制IGBT模块工 作。
[0016] IGBT输出经交流低通滤波器后得到正弦交流,通过隔离变压器送往电网,实现 有功和无功的输出。
[0017] 由于超级电容器耐电流能力强,充电速度快等优点,因此特别适合经常启停操作 的太阳能电站用逆变器。

Claims (1)

1. 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器,包括:直流预充电电路或者交流预充电电 路,太阳能电池阵列,绝缘栅双极型晶体管IGBT,交流低通滤波器,系统控制电路,其特征在 于,还包括,一组超级电容器,直接并联在光伏电池阵列和逆变桥之间。
CN2010205607234U 2010-10-14 2010-10-14 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器 Expired - Lifetime CN201910625U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010205607234U CN201910625U (zh) 2010-10-14 2010-10-14 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010205607234U CN201910625U (zh) 2010-10-14 2010-10-14 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201910625U true CN201910625U (zh) 2011-07-27

Family

ID=44302824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010205607234U Expired - Lifetime CN201910625U (zh) 2010-10-14 2010-10-14 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201910625U (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101986501A (zh) * 2010-10-14 2011-03-16 国网电力科学研究院 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器
CN102324864A (zh) * 2011-09-23 2012-01-18 武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司 一种三相并网逆变单元
CN102570891A (zh) * 2012-01-16 2012-07-11 浙江大学 采用交错并联有源箝位技术的反激式光伏并网逆变器
CN102916437A (zh) * 2011-12-24 2013-02-06 许继集团有限公司 一种并网变流器软并网方法
CN104901212A (zh) * 2015-06-30 2015-09-09 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 降压并网预组装分站房
CN104901525A (zh) * 2015-06-30 2015-09-09 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 软启动预组装分站房
CN104967344A (zh) * 2015-06-10 2015-10-07 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 降压并网光伏逆变器及其启机方法
CN105262435A (zh) * 2015-09-02 2016-01-20 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 光伏电站预组装分站房
CN106548291A (zh) * 2016-11-07 2017-03-29 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种基于Shapley值的微电网运行效益分配方法
CN106602999A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 湖北工业大学 一种基于超级电容储能的混合级联型光伏逆变装置及控制方法
CN110957795A (zh) * 2019-12-05 2020-04-03 深圳市洲明科技股份有限公司 充电电路、充电装置及显示屏
CN110994968A (zh) * 2019-11-22 2020-04-10 华为技术有限公司 一种预充电电路、逆变器以及发电系统

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101986501A (zh) * 2010-10-14 2011-03-16 国网电力科学研究院 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器
CN102324864A (zh) * 2011-09-23 2012-01-18 武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司 一种三相并网逆变单元
CN102324864B (zh) * 2011-09-23 2014-06-25 武汉新能源接入装备与技术研究院有限公司 一种三相并网逆变单元
CN102916437B (zh) * 2011-12-24 2015-08-26 许继电气股份有限公司 一种并网变流器软并网方法
CN102916437A (zh) * 2011-12-24 2013-02-06 许继集团有限公司 一种并网变流器软并网方法
CN102570891B (zh) * 2012-01-16 2014-08-13 浙江昱能光伏科技集成有限公司 采用交错并联有源箝位技术的反激式光伏并网逆变器
CN102570891A (zh) * 2012-01-16 2012-07-11 浙江大学 采用交错并联有源箝位技术的反激式光伏并网逆变器
CN104967344B (zh) * 2015-06-10 2017-07-28 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 降压并网光伏逆变器及其启机方法
CN104967344A (zh) * 2015-06-10 2015-10-07 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 降压并网光伏逆变器及其启机方法
CN104901212A (zh) * 2015-06-30 2015-09-09 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 降压并网预组装分站房
CN104901525A (zh) * 2015-06-30 2015-09-09 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 软启动预组装分站房
CN105262435A (zh) * 2015-09-02 2016-01-20 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 光伏电站预组装分站房
CN106548291A (zh) * 2016-11-07 2017-03-29 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种基于Shapley值的微电网运行效益分配方法
CN106602999A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 湖北工业大学 一种基于超级电容储能的混合级联型光伏逆变装置及控制方法
CN110994968A (zh) * 2019-11-22 2020-04-10 华为技术有限公司 一种预充电电路、逆变器以及发电系统
CN110957795A (zh) * 2019-12-05 2020-04-03 深圳市洲明科技股份有限公司 充电电路、充电装置及显示屏

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201910625U (zh) 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器
CN101986501A (zh) 一种基于超级电容器的光伏并网逆变器
CN102522767B (zh) 一种可调度型光伏储能并网发电系统及其工作方法
Wang et al. Grid-connected wind farm power control using VRB-based energy storage system
CN101714763A (zh) 一种高效率稳定多功能的单级式光伏单相并网控制方法
CN102916435B (zh) 一种含z源网络的电池储能功率转换系统及其控制方法
CN203352246U (zh) 一种基于超级电容储能器的小型光伏控制器
CN104319823A (zh) 一种包含z源变换器的交直流混合微电网及协调控制策略
CN202997585U (zh) 一种家用太阳能并网发电系统
CN103915856A (zh) 一种基站并网-充电光伏微逆变器系统及其控制方法
Honghai et al. Research of super capacitor energy storage system based on DG connected to power grid
CN105048854A (zh) 三相非隔离并网变换器及空调系统
CN103812140A (zh) 一种风能、太阳能及市电互补的电动汽车充电系统
CN105811453A (zh) 一种分布式能源智能接入系统及其接入方法
CN203674790U (zh) 油电与光伏供电互补式控制逆变电源
CN105186919A (zh) 非隔离并网变换器、空调系统及变换器控制方法
CN203607860U (zh) 一种双向储能变流器主功率电路
CN104242790A (zh) 一种风光互补发电系统
CN205407292U (zh) 一种分布式能源智能接入系统
CN202978744U (zh) 一种两级式单相光伏并网逆变器拓朴结构
CN204810171U (zh) 三相非隔离并网变换器及空调系统
CN204190669U (zh) 一种风光互补发电系统
CN204258410U (zh) 具备多组电池和超级电容接入功能的储能变流装置
CN103595143B (zh) 回馈式储能伺服驱动系统
CN203537052U (zh) 多功能可再生能源转换系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20110727