CN102097964A - 光伏并网逆变器 - Google Patents

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倪守生
李勇
时黎
王晓东
程新德
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Abstract

一种光伏并网逆变器，包括逆变单元和控制单元，主要解决传统光伏并网逆变器并网电流谐波量大，可靠性差，严重影响电网电能质量的问题。本发明采用带有操作菜单的触摸屏，具有多视窗操作的功能，可在同一屏内显示多页数据，大大增加了可显示信息量；具有独特图形显示的功能，可以实时接收逆变器的动态运行数据，并绘制曲线图，显示逆变器的动态运行数据，便于观察、分析、处理数据，可以真正地做到对光伏逆变器的实时监控；采用交流有源滤波器，极大的降低电流谐波含量；采用真空框架断路器作为并网器件，控制更加简单、可靠。本发明不仅操作简单、便捷，而且可有效实现多个逆变单元联网同步运行，降低大型光伏电站的建造成本和运行成本。

Description

光伏并网逆变器
技术领域
本发明涉及一种逆变器，具体地说是一种用于太阳能发电与电网并网的光伏并网逆变器。
背景技术
在太阳能的光伏应用中，光伏并网发电是太阳能光伏应用的重要发展趋势，已成为光伏应用的主要形式。目前，现有的光伏并网逆变器多为小功率装置，将太阳能光伏汇流输出的直流电流滤波后经过流断路器进行DC/AC变换，再进行交流滤波后通过交流断路器并入电网，这样并网的电流谐波量大，可靠性差，严重影响电网电能质量。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种光伏并网逆变器，其不仅提高了电能转换效率，而且运行稳定可靠。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：光伏并网逆变器，包括逆变单元和控制单元，所述逆变单元包括熔断器、直流滤波器、直流断路器、逆变模块、交流有源滤波器、第一电压检测模块和交流断路器，其特征是，所述控制单元包括PLC、第二电压检测模块和显示模块；所述熔断器一端连接光伏直流输入，另一端连接直流滤波器，所述直流滤波器经过直流断路器与逆变模块的输入端连接，所述逆变模块的输出端经过交流有源滤波器、第一电压检测模块和交流断路器接入电网；所述PLC分别与逆变单元、第二电压检测模块和显示模块相连接，所述第二电压检测模块设置在并网电网侧。
所述交流断路器采用真空框架断路器，用以取代常规的接触器加断路器方式。
所述显示模块包括带有操作菜单的触摸屏。
进一步地，还包括直流绝缘检测模块，所述直流绝缘检测模块设置在熔断器和直流滤波器之间。
更进一步地，还包括直流浪涌保护器和交流浪涌保护器，所述直流浪涌保护器设置在逆变单元的直流侧，所述交流浪涌保护器设置在逆变单元的交流侧。
本发明的有益效果是，采用了带有操作菜单的触摸屏，具有多视窗操作的功能，可在同一屏内显示多页数据，大大增加了可显示信息量；具有独特图形显示的功能，可以实时接收逆变器的动态运行数据，并绘制曲线图，显示逆变器的动态运行数据，便于观察、分析、处理数据，真正地做到对光伏逆变器的实时监控；在交流侧采用交流有源滤波器，极大的降低电流谐波含量；交流侧直接采用真空框架断路器作为并网器件取代传统的低压接触器加低压断路器的方式，控制更加简单、可靠；本发明不仅操作简单、便捷，而且可有效实现多个逆变单元联网同步运行，降低大型光伏电站的建造成本和运行成本。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1是本发明的***原理框图；
其中，1熔断器、2直流滤波器、3直流断路器、4逆变模块、5交流有源滤波器、6交流断路器、7第一电压检测模块、8第二电压检测模块、9PLC、10触摸屏、11直流绝缘检测模块、12直流浪涌保护器、13交流浪涌保护器。
具体实施方式
如图1所示，光伏并网逆变器，包括两个熔断器1、直流滤波器2、直流断路器3、逆变模块4、交流有源滤波器5、交流断路器6、第一电压检测模块7、第二电压检测模块8、PLC 9、触摸屏10、直流绝缘检测模块11、直流浪涌保护器12、交流浪涌保护器13。光伏汇流箱的正负直流电流依次经过与光伏汇流箱正负极输出端子连接的熔断器1、直流绝缘检测模块11、直流滤波器2和直流断路器3，与逆变模块4的输入端连接，所述逆变模块4对直流电流进行DC/AC变换后再经过交流有源滤波器5、第一电压检测模块7、交流断路器6和第二电压检测模块8并通过连接电网的L1、L2和L3接线端子并入电网；所述PLC 9分别与逆变单元、第二电压检测模块8和触摸屏10相连接。
所述第一电压检测模块7对逆变器的交流侧进行实时电压检测，并将检测的相关信息发送给PLC 9；所述第二电压检测模块8并网电网的交流侧进行实时电压检测，并将检测的相关信息发送给PLC 9；所述PLC将接收到的逆变器交流侧的电压信息和并网电网交流侧的电压信息进行比较，当满足并网发电的条件，且光伏阵列是否有足够的能量时，光伏并网逆变器可实现自动并网发电。
所述PLC 9将相关信息发送给触摸屏10并接收触摸屏发送的指令，根据接收的指令进行相关操作。通过触摸屏可以查看光伏逆变器的运行信息，并实现控制运行、显示实时运行数据、显示故障信息、调整运行参数、查看历史记录等功能。
所述直流绝缘检测模块对光伏电池组件状态进行实时监视，从而对故障进行快速定位。
光伏并网逆变器具有自保护功能，包括过/低电压和过/低频率的保护以及防孤岛保护策略，防孤岛保护策略采用被动检测与主动检测相结合的方式，可有效防止逆变器在电网停电的情况下对电网供电。控制***采用冗余设计，极大提高了***可靠性。
光伏并网逆变器并网发电的过程自动的，无需人为的干扰或控制。光伏并网逆变器自动检测交流侧电网是否满足并网发电的条件，同时也检测光伏阵列是否有足够的能量。当条件满足时，光伏并网逆变器可实现自动并网发电。
在并网发电过程中，光伏并网逆变器会一直以最大功率点跟踪(MPPT)方式使光伏阵列输出的能量达到最大。
并网过程主要步骤如下：
1、光伏并网逆变器的直流输入端接汇流箱或直流柜的直流输入，输出连接至电网交流侧；
2、闭合直流侧断路器，光伏并网逆变器进入“启动中”状态；
3、当光伏并网逆变器的交流输出侧电压达到330V并维持一定时间，光伏并网逆变器准备并网；
4、光伏并网逆变器进行并网前的检测，确认满足并网条件后，开始连接电网，进而并网发电。
当电网出现异常时，光伏并网逆变器会立刻与电网断开，并进入相关保护程序。

Claims (5)

1.光伏并网逆变器，包括逆变单元和控制单元，所述逆变单元包括熔断器、直流滤波器、直流断路器、逆变模块、交流有源滤波器、第一电压检测模块和交流断路器，其特征是，所述控制单元包括PLC、第二电压检测模块和显示模块；所述熔断器一端连接光伏直流输入端，另一端连接直流滤波器，所述直流滤波器经过直流断路器与逆变模块的输入端连接，所述逆变模块的输出端经过交流有源滤波器、第一电压检测模块和交流断路器接入电网；所述PLC分别与逆变单元、第二电压检测模块和显示模块相连接，所述第二电压检测模块设置在并网电网侧。
2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器，其特征是，所述交流断路器采用真空框架断路器。
3.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器，其特征是，所述显示模块包括带有操作菜单的触摸屏。
4.根据权利要求1至3任一项所述的光伏并网逆变器，其特征是，还包括直流绝缘检测模块，所述直流绝缘检测模块设置在熔断器和直流滤波器之间。
5.根据权利要求4所述的光伏并网逆变器，其特征是，还包括直流浪涌保护器和交流浪涌保护器，所述直流浪涌保护器设置在逆变单元的直流侧，所述交流浪涌保护器设置在逆变单元的交流侧。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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