CN203151115U - 一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统，其主要技术特点是：包括光伏电池阵列、升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、第一滤波电容、第二滤波电容、三相四桥臂逆变器、滤波器、第一开关、第二开关和控制器，控制器与升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、三相四桥臂逆变器、第一开关、第二开关及电网相连接实现整个光伏发电系统的信号反馈与控制。本实用新型利用三相四桥臂逆变器跟踪三相不平衡负载输出，同时采用蓄电池组进行储能，不仅为负载提供稳定的电能，也提高了光伏发电的就地利用率，减小了系统漏电流，具有体积小、重量轻、控制器简单、成本低的特点。

Description

一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统

技术领域

本实用新型属于光伏发电技术领域，尤其是一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统。

背景技术

目前，光伏并网发电是太阳能发电主要的应用形式，大多数三相并网光伏发电系统均为三相对称输出。当电业部门限制光伏发电系统向电网发电并且本地负载三相不对称时，这种三相对称输出的光伏发电系统只能按三相负载中最小一相的负载电流来限制逆变器输出，如果此时光伏电池可发电功率大于负载功率，则多余可发电能量被限制（极端情况：一相负载电流为0时，逆变器输出限制为0，发电功率完全被限制），降低了太阳能利用效率、使投资回收的周期加长。

随着近年来光伏产业的发展，光伏市场成本逐步降低、用电价格不断增长、光伏发电政府补贴越来越低，使自发自用的光伏逆变器的优势越来越明显。对于家用光伏发电系统，一般工作日白天和深夜用电较少，傍晚用电较多，适合采用具有储能环节的光伏逆变器，将白天光伏电池发出的多余电能储存起来、傍晚再从储能环节释放出来使用；此外当电网故障断电情况下，储能环节储存的电能可通过逆变器为用户提供应急电源；对于公司或小区用的中功率光伏逆变器，工作日与假日用电负荷也有所区别、当电网故障情况下也需要提供应急电源，因此也适合采用具有储能环节的光伏逆变器。

基于以上情况，跟踪三相不平衡负载输出的中小功率储能型并网光伏发电系统更适合家庭和小区等就地利用太阳能，可提高光伏发电的就地利用率；电网故障时可运行于孤岛模式，为本地负载提供应急电源。目前国内外产品中普遍采用三个标准储能型单相并网光伏逆变器构成三相储能型光伏发电系统，其主要优点是采用现成储能型单相并网光伏逆变器产品，通用性好，便于实现三相不平衡电流输出；但缺点是单相并网光伏逆变器所采用的直流滤波电容容量大、体积大、成本高，三相之间需通过通信或联锁实现协调控制。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统，解决了现有光伏发电系统存在的直流滤波电容容量大、体积大、成本高等问题。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统，包括光伏电池阵列、升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、第一滤波电容、第二滤波电容、三相四桥臂逆变器、滤波器、第一开关、第二开关和控制器，所述的光伏电池阵列与升压斩波器连接，所述的蓄电池组与充放电斩波器连接，所述的升压斩波器和充放电斩波器通过第一直流母线与DC/DC隔离变换器连接，第一直流母线并联有第一滤波电容，该DC/DC隔离变换器通过第二直流母线与三相四桥臂逆变器连接，第二直流母线并联有第二滤波电容，三相四桥臂逆变器与滤波器连接，该滤波器与第二开关连接，第二开关与本地负载和第一开关连接，第一开关与电网连接，控制器与升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、三相四桥臂逆变器、第一开关、第二开关及电网相连接实现整个光伏发电系统的信号反馈与控制。

而且，所述的光伏电池阵列及升压斩波器可以为一组或若干组，每个光伏电池阵列与相应的升压斩波器相连接。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本系统采用三相四桥臂逆变器构成，与采用三台单相逆变器构成三相逆变器的方案相比，具有体积小、重量轻、控制器简单、成本低的特点。

2、本系统利用三相四桥臂逆变器跟踪三相不平衡负载输出，同时采用蓄电池组进行储能，不仅为负载提供稳定的电能，也提高了光伏发电的就地利用率。

3、本系统采用隔离方案，减小了系统漏电流，提高了安全性能。

附图说明

图1是本实用新型的系统连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统，如图1所示，包括光伏电池阵列、升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、第一滤波电容（滤波电容1）、第二滤波电容（滤波电容2）、三相四桥臂逆变器、滤波器、第一开关（开关1）、第二开关（开关2）和控制器，所述的光伏电池阵列与升压斩波器连接，所述的蓄电池组与充放电斩波器连接，所述的升压斩波器和充放电斩波器通过第一直流母线（直流母线1）与DC/DC隔离变换器连接，第一直流母线（直流母线1）并联有第一滤波电容（滤波电容1），该DC/DC隔离变换器通过第二直流母线（直流母线2）与三相四桥臂逆变器连接，第二直流母线（直流母线2）并联有第二滤波电容（滤波电容2），三相四桥臂逆变器与滤波器连接，该滤波器与第二开关（开关2）连接，第二开关（开关2）与本地负载和第一开关（开关1）连接，第一开关（开关1）与电网连接，控制器与升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、三相四桥臂逆变器、第一开关（开关1）、第二开关（开关2）及电网相连接实现整个光伏发电系统的信号反馈与控制。下面对系统中的各个部分分别进行说明：

光伏电池阵列及升压斩波器可以为一组或若干组。光伏电池阵列1与升压斩波器1连接，光伏电池阵列2与升压斩波器2连接，光伏电池阵列n与升压斩波器n连接。各升压斩波器按最大功率追踪方法控制光伏电池阵列输出电压，使每组光伏电池阵列按最大功率输出电能。

蓄电池组与充放电斩波器连接。通过充放电斩波器控制蓄电池组充电和放电，当光伏电池阵列发电功率小于负载功率时，可由电网补充供电，也可控制蓄电池放电运行，补充光伏电池阵列发电功率不足的部分；当光伏电池阵列发电功率大于负载功率时，将剩余电能向蓄电池充电运行。不仅为负载提供稳定的电能，也提高了光伏发电的就地利用率。

升压斩波器和充放电斩波器通过直流母线1与DC/DC隔离变换器连接，直流母线1并联有滤波电容1，DC/DC隔离变换器通过直流母线2与三相四桥臂逆变器连接，直流母线2并联有滤波电容2。通过DC/DC隔离变换器实现光伏电池阵列与电网或负载隔离，减小系统漏电流，确保系统安全性。

三相四桥臂逆变器与滤波器连接，滤波器与开关2连接，开关2与本地负载和开关1连接，开关1与电网连接。三相四桥臂逆变器可为三相不平衡负载电流提供一条零序电流通道，通过控制器合理的运算和控制，使该逆变器可以根据三相不平衡负载情况提供所需的不平衡电流输出。当光伏发电系统出现故障时，分断开关2，由电网向本地负载供电；在电网出现故障时，分断开关1，光伏发电系统可运行于孤岛模式，作为应急电源向本地负载供电。

控制器输入光伏发电系统的反馈信号，通过运算调节，实现对整个光伏发电系统的运行控制。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (2)

1.一种采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统，其特征在于：包括光伏电池阵列、升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、第一滤波电容、第二滤波电容、三相四桥臂逆变器、滤波器、第一开关、第二开关和控制器，所述的光伏电池阵列与升压斩波器连接，所述的蓄电池组与充放电斩波器连接，所述的升压斩波器和充放电斩波器通过第一直流母线与DC/DC隔离变换器连接，第一直流母线并联有第一滤波电容，该DC/DC隔离变换器通过第二直流母线与三相四桥臂逆变器连接，第二直流母线并联有第二滤波电容，三相四桥臂逆变器与滤波器连接，该滤波器与第二开关连接，第二开关与本地负载和第一开关连接，第一开关与电网连接，控制器与升压斩波器、蓄电池组、充放电斩波器、DC/DC隔离变换器、三相四桥臂逆变器、第一开关、第二开关及电网相连接实现整个光伏发电系统的信号反馈与控制。

2.根据权利要求1所述的采用三相四桥臂逆变器的隔离型储能光伏发电系统，其特征在于：所述的光伏电池阵列及升压斩波器可以为一组或若干组，每个光伏电池阵列与相应的升压斩波器相连接。

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