CN202034795U - 一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统 - Google Patents

一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统 Download PDF

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李继生
任宗宽
李栋
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Abstract

本实用新型涉及电力逆变器并网系统，公开了一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统，包括依次串联在直流电源和交流电网之间的直流断路器、逆变器、接触器和交流断路器，DSP处理器，连接处理器的I/O接口板，分别与连接I/O接口板连接的逆变器直流侧电压/电流传感器、逆变器交流侧电流传感器以及网侧电压传感器，其特征在于，所述逆变器和接触器之间串接有Δ-Y型变压器。

Description

一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统
技术领域
本实用新型涉及电力逆变器并网系统，特别涉及一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统。 
背景技术
在电力逆变器并网系统中，其控制器采样网侧电压的相位和频率去控制逆变器的输出电流，使输出电流和网侧电压同频同相，实现并网跟踪和功率因数控制。在现有技术的控制算法中，把网侧电压折算到逆变侧，除了幅值计算外，还需要进行相位折算，而相位计算的算法复杂，要求处理器速度快和精度高。尤其是，采用数字信号处理器进行相位折算时，先要进行模数转化，其数据处理的精度与模数转换器的转换精度、数据处理宽度、寻址空间等很多因素有关，导致最终的数字数据和原始模拟数据存在较大差异，严重影响并网跟踪。 
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统，不需要进行复杂的相位运算就可实现并网跟踪，减少硬件和软件开销，提高控制实时性。 
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。 
一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统，包括依次串联在直流电源和交流电网之间的直流断路器、逆变器、接触器和交流断路器，DSP处理器，连接处理器的I/O接口板，分别与连接I/O接口板连接的逆变器直流侧电压/电流传感器、逆变器交流侧电流传感器以及网侧电压传感器，其特征在于，所述逆变器和接触器之间串接有Δ-Y型变压器。 
本实用新型的还特点在于，所述Δ-Y型变压器的输入端串接有LC滤波器；所述直流断路器的输出端和所述接触器的输出端分别串接有EMI滤波器。 
本实用新型中，逆变器交流侧电流传感器采集逆变器输出的交流相电流，网侧电压传感器采集电网的交流相电压，DSP处理器利用电网的交流线电压作为控制逆变器的给定，但是电网的交流线电压的相位超前相电压30°，逆变器和接触器之间串接有Δ-Y型变压器后，可以通过Δ-Y变换在物理上实现30°相位补偿，从而只需通过简单的幅值变换获取电网的交流线电压，不需要进行复杂的相位运算就可实现并网跟踪，减少硬件和软件开销，提高控制实时性。 
同时，Δ-Y型变压器的输入端串接有LC滤波器，其电感-电容-变压器形式了LCL滤波拓扑，避免了3次谐波流入电网，加强了谐波的隔离作用；直流断路器的输出端和接触器的输出端分别串接有EMI滤波，减少了该系统与直流电源和交流电网的谐波干扰。 
附图说明
图1为一种用于光伏发电产业的具有相位补偿功能的逆变器并网系统图； 
图2为LCL滤波拓扑图。 
具体实施方式
参照图1，为一种用于光伏发电产业的具有相位补偿功能的逆变器并网系统，其主回路电路是在直流电源和交流电网之间依次串联直流断路器、EMI滤波器、逆变器、LC滤波器、Δ-Y型变压器、接触器和交流断路器，交流断路器的输出端对地连接有避雷器。逆变器的控制系统包括DSP处理器(数据信号处理器)，连接处理器的I/O接口板，分别与连接I/O接口板连接的逆变器直流侧电压/电流传感器、逆变器交流侧电流传感器以及网侧电压传感器，逆变器交流侧电流传感器采集逆变器输出的交流相电流，网侧电压传感器采集电网的交流相电压。 
参照图2，Δ-Y型变压器的输入端串接有LC滤波器，其电感-电容-变压器形式了LCL滤波拓扑，LCL滤波拓扑加强了谐波的隔离作用。LC滤波器中，电感L1、L2、L3串联在主回路中，电容C1、C2、C3采用三角形接法。Δ-Y型变压器原边采用三角形接法，副边采用星形接法，形成三相四线制的电网接法。Δ-Y型变压器避免了3次谐波流入电网，同时使隔离变压器的相位角原边超前副边30°。 
在并网跟踪算法中，DSP处理器利用电网的交流线电压作为控制逆变器的给定，而网侧交流电压传感器检测电网相电压的幅值、频率和相位，电网的交流线电压的相位超前相电压30°，但是逆变器和接触器之间串接有Δ-Y型变压器后，可以通过Δ-Y变换在物理上实现30°相位补偿，从而只需通过简单的幅值变换获取电网的交流线电压，不需要进行复杂的相位运算就可实现并网跟踪，减少了硬件和软件开销，提高了控制实时性。 
尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。 

Claims (3)

1.一种具有相位补偿功能的逆变器并网系统，包括依次串联在直流电源和交流电网之间的直流断路器、逆变器、接触器和交流断路器，DSP处理器，连接处理器的I/O接口板，分别与连接I/O接口板连接的逆变器直流侧电压/电流传感器、逆变器交流侧电流传感器以及网侧电压传感器，其特征在于，所述逆变器和接触器之间串接有Δ-Y型变压器。
2.根据权利要求1所述的具有相位补偿功能的逆变器并网系统，其特征在于，所述Δ-Y型变压器的输入端串接有LC滤波器。
3.根据权利要求1所述的具有相位补偿功能的逆变器并网系统，其特征在于，所述直流断路器的输出端和所述接触器的输出端分别串接有EMI滤波器。
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