专利名称：一种三相四线的光伏并网发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三相四线的光伏并网发电系统，属新能源发电技术和电力电子 技术领域。
背景技术：
随着化石能源的枯竭，太阳能作为最有潜力的新能源之一，得到了广泛应用。 并网发电是太阳能利用的最佳途径之一，它通过并网发电系统将太阳能电池板输出 的可变直流电能转换为与稳定的交流电能输入电网，供用户使用。光伏并网发电系统主要由DC-DC升压电路、并网逆变电路和控制电路组成。目 前的三相四线光伏并网发电系统的逆变主电路一般由三个单相逆变单元组成，可以 为三相负载或者三路单相负载分别供电，但由于电路中的功率器件较多，导致成本 较高。
发明内容
本发明旨在提出一种三相四线的光伏并网发电系统，通过采用新的拓扑结 构，克服现有系统中功率器件较多、成本较高等缺点，同时实现太阳能电池板 的最大功率输出，还可以根据三路单相负载的大小，控制各相电能的输出。本发明提出的一种三相四线的光伏并网发电系统，包括DC-DC升压电路、并网逆变电路和控制电路；所述的DC-DC升压电路的输入端与太阳能电池板相连，输出端与并网逆变 电路相连，用于将较低的太阳能电池板输出电压转变为较高的可供逆变的直流 电压，同时实现太阳能电池板的最大功率输出；3所述的并网逆变电路与电网相连，将DC-DC升压电路输出的直流电压转换 为与三相电网电压同频同相的交流电压，为三相负载或者三路单相负载分别供 电；所述的控制电路与DC-DC升压电路和并网逆变电路分别相连，分别为 DC-DC升压电路和并网逆变电路提供PWM控制信号。上述三相四线的光伏并网发电系统的DC-DC升压电路的结构为全桥式高频 链电路，由IGBT构成的H桥、高频变压器和整流桥构成；所述的IGBT构成 的H桥与高频变压器的输入端相连，将太阳能电池板电压转换为高频的交流电 压；所述的高频变压器将IGBT构成的H桥输出的高频电压升压后输出；所述的整流桥将高频变压器的输出电压整流为高压直流电压。上述三相四线的光伏并网发电系统的并网逆变电路由4桥臂的IGBT桥和并网电感组成，将直流电压逆变为与三相电网同频同相的交流电输入电网。上述三相四线的光伏并网发电系统的控制电路，由信号处理模块、微处理器 和驱动模块组成；所述的信号处理模块、驱动模块都与微控制器相连；所述的 微处理器启动A/D采样，得到太阳能电池板的电压电流值、电网的电压电流值 和并网逆变电路的输出电流值，根据太阳能电池板的特性搜索最大功率点处的 电压参考值，电压参考值与实际电压值的差经PI调节后，计算DC-DC升压电 路的PWM占空比并输出，根据三路单相负载电流的大小计算三相负载大小， 再由当前的功率输出能力，计算各相输出电流的大小，与并网逆变电路实际输 出电流比较并通过PI调节后，计算并网逆变电路的PWM占空比并输出。 本发明的有益效果是1. 本发明的三相四线的光伏并网发电系统采用的功率器件较少、成本较低。2. 本发明的三相四线的光伏并网发电系统效率较高，可根据三路单相负载的不同，自动调整三路单相电能的输出，使得负载大的相输出电能较多，负载小 的相输出电能较少，有利于维持电网的功率平衡，提高电网的稳定性，特别适 合于由太阳能供电的独立电网和功率等级较低的小电网。
图1为本发明的三相四线的光伏并网发电系统的结构框图。图2为本发明的三相四线的光伏并网发电系统的控制电路结构框图。
具体实施例方式本发明提出的三相四线的光伏并网发电系统，其结构框图如图1所示，包括: DC-DC升压电路、并网逆变电路和控制电路。DC-DC升压电路的输入端与太阳 能电池板相连，输出端与并网逆变电路相连，用于将较低的太阳能电池板输出 电压转变为较高的可供逆变的直流电压，同时实现太阳能电池板的最大功率输 出。并网逆变电路与电网相连，将直流电压转换为与三相电网电压同频同相的 交流电压输入电网，为三相负载或者三路单相负载分别供电。控制电路与DC-DC 升压电路和并网逆变电路分别相连，分别为DC-DC升压电路和并网逆变电路提 供PWM控制信号。上述三相四线的光伏并网发电系统的DC-DC升压电路的结构为全桥式高频 链电路，由IGBT S1,S2，S3，S4构成的H桥、高频变压器T和D1,D2，D3,D4构成 的整流桥组成；IGBT S1，S2，S3,S4构成的H桥与高频变压器T的输入端相连， 将太阳能电池板电压转换为高频的交流电压；高频变压器T将IGBT H桥输出 的高频电压升压后输出；D1，D2,D3，D4构成的整流桥将高频变压器T的输出电 压整流为高压直流电压。上述三相四线的光伏并网发电系统的并网逆变电路由4桥臂的IGBT桥 W， [//,伐P7,附,附,OA,O/和并网电感h组成，将直流电压逆变为与三相电网同 频同相的交流电输入电网。上述三相四线的光伏并网发电系统的控制电路的结构框图如图2所示，由信 号处理模块、微处理器和驱动模块组成。信号处理模块将太阳能电池板的电压 电流信号、电网的电压电流信号处理为一定范围内的电压信号；微处理器完成 的工作有启动A/D采样，得到太阳能电池板的电压电流值F^，/A、电网的电 压电流值^fl&, z;^6c和并网逆变电路的输出电流值/a6c0，根据太阳能电池板 的特性搜索最大功率点处的电压参考值r血一w/，电压参考值"/与实际电 压值FA的差经PI调节后，计算DC-DC升压电路的PWM占空比并输出，根 据三路单相负载电流的大小计算三相负载大小，再由当前的功率输出能 力，计算各相输出电流w/的大小，与并网逆变电路实际输出电流/fl&0 比较并通过PI调节后，计算并网逆变电路的PWM占空比并输出；所述的驱动 模块将微处理器输出的PWM脉冲经功率放大后输出，分别控制DC-DC升压电 路和并网逆变电路。
权利要求
1、一种三相四线的光伏并网发电系统，包括DC-DC升压电路、并网逆变电路和控制电路，其特征在于，所述的DC-DC升压电路的输入端与太阳能电池板相连，输出端与并网逆变电路相连；所述的并网逆变电路与电网相连；所述的控制电路与DC-DC升压电路和并网逆变电路分别相连。
2、 根据权利要求1所述的三相四线的光伏并网发电系统，其特征在于，所 述的DC-DC升压电路的结构为全桥式高频链电路，由IGBT构成的H桥、高频 变压器和整流桥构成，其中IGBT构成的H桥与高频变压器的输入端相连；高 频变压器的输出与整流桥相连。
3、 根据权利要求1所述的三相四线的光伏并网发电系统，其特征在于，所 述的并网逆变电路与4桥臂的IGBT桥相连，通过并网电感接入电网。
4、 根据权利要求1所述的三相四线的光伏并网发电系统，其特征在于，所 述的控制电路由信号处理模块、微处理器和驱动模块组成；其中信号处理模块、 驱动模块都与微控制器相连；微处理器启动A/D采样，得到太阳能电池板的电 压电流值、电网的电压电流值和并网逆变电路的输出电流值，根据太阳能电池 板的特性搜索最大功率点处的电压参考值，电压参考值与实际电压值的差经PI 调节后，计算DC-DC升压电路的PWM占空比并输出，根据三路单相负载电流 的大小计算三相负载大小，再由当前的功率输出能力，计算各相输出电流的大 小，与并网逆变电路实际输出电流比较并通过PI调节后，计算并网逆变电路的 PWM占空比并输出。
全文摘要
本发明公开了一种三相四线的光伏并网发电系统，包括DC-DC升压电路，由IGBT构成的H桥、高频变压器和整流桥构成，其输入端与太阳能电池板相连，输出端与并网逆变电路相连；并网逆变电路，与4桥臂的IGBT桥相连，通过并网电感接入电网；控制电路，由信号处理模块、微处理器和驱动模块组成，与DC-DC升压电路和并网逆变电路分别相连。本发明可以控制太阳能电池板输出最大功率，同时根据三路单相负载的不同，自动调整三路单相电能的输出。
文档编号H02J3/38GK101257215SQ20081009377
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者张光新, 鑫 郭, 陈佳莹, 高丽芬 申请人:张光新;郭 鑫;陈佳莹;高丽芬