CN207320848U - 防孤岛式并网逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种防孤岛式并网逆变器，包括：并网模块、逆变模块、孤岛保护模块、输出电压采样模块及控制器；该并网模块外部的电网电连接；逆变模块将直流电转换为交流电供负载使用；孤岛保护模块的输入端与并网模块电连接，孤岛保护模块的输出端与逆变模块电连接；输出电压采样模块与逆变模块电连接，以采集逆变模块的输出电压频率；控制器分别与输出电压采样模块、及孤岛保护模块的使能端电连接，以根据接收的输出电压采样模块采集的输出电压频率控制孤岛保护模块的开/闭。本实用新型的技术方案结构简单，测试效率高，精度较佳，并且在发生孤岛效应时，能够及时准确切断并网逆变器。

Description

防孤岛式并网逆变器

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种防孤岛式并网逆变器。

背景技术

随着光伏发电的迅速发展，对光伏发电提出了新的要求，需要大规模的并网发电，与电网连接同步运行。并网逆变器作为光伏发电的核心，对其要求也越来越高。

孤岛效应是指与光伏发电系统连接的电网线路因故障、事故或停电检修与其跳脱时，光伏并网发电系统继续向所带负载供电，从而形成的自给供电孤岛，孤岛效应会对配电网系统和用户造成严重的危害。孤岛效应的检测方法一般可分成被动式及主动式两类，被动式检测是检测并网系统输出端电压状态，如电压、频率等参数来判断电网是否停电；而主动式检测是指并网逆变器主动、定时地对电网施加一些干扰信号，由于电网可以看成是一个无穷大的电压源，然后通过检测电网的各项指标来判断是否发生了孤岛效应。目前，并网逆变器的孤岛效应检测装置的结构较为复杂，测试效率低，精度差等问题。

有鉴于此，有必要提出对目前的并网逆变器进行进一步的改进。

实用新型内容

为解决上述至少一技术问题，本实用新型的主要目的是提供一种防孤岛式并网逆变器。

为实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案为：提供一种防孤岛式并网逆变器，包括：

并网模块，所述并网模块外部的电网电连接；

逆变模块，所述逆变模块将直流电转换为交流电供负载使用；

孤岛保护模块，所述孤岛保护模块的输入端与并网模块电连接，孤岛保护模块的输出端与逆变模块电连接；

输出电压采样模块，所述输出电压采样模块与逆变模块电连接，以采集逆变模块的输出电压频率；

控制器，所述控制器分别与输出电压采样模块、及孤岛保护模块的使能端电连接，以根据接收的输出电压采样模块采集的输出电压频率控制孤岛保护模块的开/闭。

其中，所述并网模块包括交直流转换单元及与交直流转换单元连接的第一滤波单元。

其中，所述逆变模块包括第一高频逆变单元、与第一高频逆变单元电连接的高频变压单元、与高频变压单元电连接的整流单元，以及与整流单元电连接的第二高频逆变单元。

其中，所述逆变模块还包括第二滤波单元，所述第二滤波单元的两端分别连接于整流单元的输出端及第二高频逆变单元的输入端。

其中，所述逆变模块还包括第三滤波单元，所述第二滤波单元与第二高频逆变单元的输出端电连接。

其中，所述控制器为数字信号处理芯片。

其中，所述数字信号处理芯片连接有报警器。

其中，所述数字信号处理芯片还连接有供连接485转换模块、WIFI转换模块、手机通信模块及232转换模块中的至少一种通讯接口。

本实用新型的技术方案主要孤岛保护模块、输出电压采样模块及控制器，并网逆变器通过并网模块接入电网，利用电网为逆变模块供电，输出电压采样模块能够实时采样逆变模块的输出电压频率，控制器根据接收的输出电压频率，具体为在逆变模块的输出电压频率的变化率超过预设值时，断开孤岛保护模块，使并网模块与逆变模块隔离，可以在孤岛效应发生时及时将逆变模块从电路中断开；另外，本方案的结构简单，测试效率高，能够准确及时的进行控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例防孤岛式并网逆变器的结模块方框图；

图2为图1中逆变模块的模块方框图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1，在本实用新型实施例中，该防孤岛式并网逆变器，包括：

并网模块10，所述并网模块10外部的电网电连接；

逆变模块20，所述逆变模块20将直流电转换为交流电供负载使用；

孤岛保护模块50，所述孤岛保护模块50的输入端与并网模块10电连接，孤岛保护模块50的输出端与逆变模块20电连接；

输出电压采样模块30，所述输出电压采样模块30与逆变模块20电连接，以采集逆变模块20的输出电压频率；

控制器40，所述控制器40分别与输出电压采样模块30、及孤岛保护模块50的使能端电连接，以根据接收的输出电压采样模块30采集的输出电压频率控制孤岛保护模块50的开/闭。

本实施例中，该并网模块10包括交直流转换单元11及与交直流转换单元11连接的第一滤波单元12。该交直流转换单元11可以实现光伏能量转换成交流电，也可以实现将电网中的交流电转换成直流电供负载使用。该第一滤波单元12可以滤除直流电中的谐波。直流电通过逆变器转换成可供负载使用的交流电。输出电压采样模块30可以采样逆变器的输出电压频率，然后输送给控制器40，由控制器40控制孤岛保护模块50开/闭，如此，可以实现在发生孤岛效应时，及时关断孤岛保护模块50，使并网模块10与逆变模块20隔开。

具体的，方案采用设计采用有源频率漂移法来防孤岛效应，首先，逆变模块20其输出电压的频率与电网电压的频率存在一定的误差，在当电网正常工作时，在并网模块10与逆变模块20可锁相环电路，由于该电路对误差进行矫正；当电网出现故障时，逆变模块20输出端电压的频率v将发生变化，在逆变模块20下一个工频周期内，系统将以v为基准，然后加上设定的频率误差去控制逆变模块20输出电压的频率，从而导致逆变模块20输出电压的频率与电网电压的频率误差进一步增加。该过程不断重复，直至逆变模块20输出电压的频率超出并网标准的规定，从而触发孤岛效应的保护电路动作，切断逆变模块20与电网的连接。

本实用新型的技术方案主要孤岛保护模块50、输出电压采样模块30及控制器40，并网逆变器通过并网模块10接入电网，利用电网为逆变模块20供电，输出电压采样模块30能够实时采样逆变模块20的输出电压频率，控制器40根据接收的输出电压频率，具体为在逆变模块20的输出电压频率的变化率超过预设值时，断开孤岛保护模块50，使并网模块10与逆变模块20隔离，可以在孤岛效应发生时及时将逆变模块20从电路中断开；另外，本方案的结构简单，测试效率高，能够准确及时的进行控制。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述逆变模块20包括第一高频逆变单元21、与第一高频逆变单元21电连接的高频变压单元22、与高频变压单元22电连接的整流单元23，以及与整流单元23电连接的第二高频逆变单元25。

本实施例中，可以采用两级或两级以上的高频逆变单元，可以减少高频变压单元22的体积和重量，降低了音频噪音，此外，逆变模块20还具有变换效率高、输出电压纹波小等优点。

进一步的，为了消除逆变模块20输出波形中的高次谐波，所述逆变模块20还包括第二滤波单元24，所述第二滤波单元24的两端分别连接于整流单元23的输出端及第二高频逆变单元25的输入端。具体的，所述逆变模块20还包括第三滤波单元26，所述第二滤波单元24与第二高频逆变单元25的输出端电连接。通过第二滤波单元24及第三滤波单元26，可以提高输出交流电的稳定性。

在一具体的实施例中，所述控制器40为数字信号处理芯片。通过数字信号处理芯片可以实现对整个装置的数字化控制，提高控制的准确性和可靠性。

进一步的，所述数字信号处理芯片连接有报警器。该报警器可以在装置发生故障时，或发生孤岛效应时产生报警作用，以提示用户。当然，数字信号处理芯片还可以连接有LCD显示模块及输入键盘，以方便人机交互。

进一步的，所述数字信号处理芯片还连接有供连接485转换模块、WIFI转换模块、手机通信模块及232转换模块中的至少一种通讯接口。考虑到具体的信息交互问题，该数字信号处理芯片可以连接多功能扩展性通信接口，如485转换接口、WIFI转换接口、手机通信接口及232转换接口等，以实现与对应模块的通讯连接，以提供更为便携的监控功能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述防孤岛式并网逆变器包括：

并网模块，所述并网模块外部的电网电连接；

逆变模块，所述逆变模块将直流电转换为交流电供负载使用；

孤岛保护模块，所述孤岛保护模块的输入端与并网模块电连接，孤岛保护模块的输出端与逆变模块电连接；

输出电压采样模块，所述输出电压采样模块与逆变模块电连接，以采集逆变模块的输出电压频率；

控制器，所述控制器分别与输出电压采样模块、及孤岛保护模块的使能端电连接，以根据接收的输出电压采样模块采集的输出电压频率控制孤岛保护模块的开/闭。

2.如权利要求1所述的防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述并网模块包括交直流转换单元及与交直流转换单元连接的第一滤波单元。

3.如权利要求1所述的防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述逆变模块包括第一高频逆变单元、与第一高频逆变单元电连接的高频变压单元、与高频变压单元电连接的整流单元，以及与整流单元电连接的第二高频逆变单元。

4.如权利要求3所述的防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述逆变模块还包括第二滤波单元，所述第二滤波单元的两端分别连接于整流单元的输出端及第二高频逆变单元的输入端。

5.如权利要求3所述的防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述逆变模块还包括第三滤波单元，所述第三滤波单元与第二高频逆变单元的输出端电连接。

6.如权利要求1所述的防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述控制器为数字信号处理芯片。

7.如权利要求6所述的防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述数字信号处理芯片连接有报警器。

8.如权利要求6所述的防孤岛式并网逆变器，其特征在于，所述数字信号处理芯片还连接有供连接485转换模块、WIFI转换模块、手机通信模块及232转换模块中的至少一种通讯接口。