一种改进型光伏并网逆变装置的制作方法

本实用新型属于太阳能发电光伏并网技术领域，尤其涉及一种改进型光伏并网逆变装置。

背景技术：

随着不可再生能源的减少、电力紧张、环境污染等问题日趋严重，太阳能光伏等可再生能源发电技术引起了人们的关注。日益恶化的生态环境、能源短缺使人们认识到，人类必须走可持续发展的道路，大力开发和利用可再生能源是必经之路，开发绿色的、可持续发展的新型能源已成为近年来的研究焦点。在国外，近年来太阳能光伏电源已开始由补充能源向替代能源过渡，并从偏远无电地区中、小功率独立发电系统向并网发电系统的方向发展。光伏并网发电是光伏技术应用发展的趋势，其核心部件之一—并网逆变(DC-AC)装置是将太阳能电池发出的直流电能变换成正弦波交流电，直接输送到电网，可广泛应用于普通的住宅、屋面和别墅，在新型光伏集成建筑的并网发电系统、大型光伏站等场所，其性能优劣对光伏并网发电系统影响巨大。因此，研究光伏并网DC-AC装置的控制设计具有重大意义和广阔的应用前景。

大规模的光伏并网电站已经开始建设运营，由于太阳能能量密度低，覆盖面积大，占用大量农田耕地，发电效率低，在国家倡导节能减排，绿色环保，减少占用耕地面积的大环境下，屋面光伏发电并网系统应运而生，屋面太阳能光伏利用技术也在这种形势下进入了快速发展的阶段，设计一款经济实用且稳定易并网的光伏发电并网系统将有助于推动整个光伏行业的发展。

光伏并网DC-AC控制装置是应用功率半导体器件，将光伏发电获得的直流电能转换成恒压恒频交流电能的一种静止变流装置，供交流负载或者交流电网并网发电，是太阳能利用的关键技术。因此，光伏逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的作用。

现有的光伏并网逆变装置，其系统结构示意图结构如图1所示，包括太阳能电池板、DC-AC变换器、交流滤波、直流滤波、主控器等。直流波形信号源经过DC-AC变换电路之后作为交流输出时，由于它的电压、负载特性，以及带负载时电压的负载特性等的影响，DC-AC装置在10KW以下时候可以满足电网并网的要求，但是功率在10KW以上时就会出现交流输出波形不稳定难以并网的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术光伏逆变器在负载功率达到10KW以上时就会出现交流输出波形不稳定难以并网的问题，而提供提高了交流输出在大功率输出时的稳定性并提高了并网电网的质量的一种改进型光伏并网逆变装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种改进型光伏并网逆变装置，包括与太阳能电池组电性连接的正弦波脉冲宽度调制器(SPWM调制器)、与所述SPWM调制器电性连接的逆变器、控制所述SPWM调制器的主控器，所述太阳能电池组通过直流滤波器与SPWM调制器连接，所述逆变器通过交流滤波器输出给电网交流电能，所述改进型光伏并网逆变装置还包括设置在交流滤波器输出端和SPWM调制器之间的反馈环、和PC机；

所述电流检测模块检测电网中的实际电流数据，并把检测到的电流数据传输给主控器；

所述PC机与主控器电性连接，用于设定SPWM调制器的频率和电流增益数据；

所述反馈环用于检测逆变器输出的电压和电流信号，并输出给SPWM调制器调整值。

进一步改进，所述反馈环包括与所述交流滤波器输出端连接的电压采样模块和电流互感器，第一调理电路，第二调理电路，双通道模数转换器(A/D)，所述电压采样模块与电流互感器并联；所述电压采样模块通过第一调理电路与所述A/D的第一通道模拟连接，所述电流互感器通过第二调理电路与A/D的第二通道模拟连接；

所述电压采样模块利用真有效值芯片将逆变器输出电压转换成直流信号，并通过第一调理电路的调理传输给A/D，所述电流互感器通过采集正弦模拟波中的电流幅值，并通过第二调理电路传输给A/D；

所述A/D还分别与主控器和SPWM调制器连接，将接收的逆变器的电压和电流信号转换成数字信号传输给主控器，主控器通过逻辑判断控制A/D输出调制信号以调制SPWM调制器的输出。

进一步改进，所述主控器为TMS320LF2407。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的一种改进型光伏逆变装置通过增加包括电压采集模块和电流互感器的反馈环，实现对逆变装置的输出电流进行反馈控制，提高了交流输出在大功率输出时的稳定性，提高了并网电网的质量，而且经济适用。

附图说明

图1为现有的光伏并网逆变装置系统原理结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种改进型光伏并网逆变装置系统原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例，一种改进型光伏并网逆变装置，如图2所示，包括与太阳能电池组电性连接的正玄波脉冲宽度调制器(SPWM调制器)、与所述SPWM调制器电性连接的逆变器、控制所述SPWM调制器的主控器，所述逆变器通过交流滤波器输出给电网交流电能，所述太阳能电池组通过直流滤波器与SPWM调制器连接，消除直流中的杂波干扰，为了使得本实用新型改进型光伏并网逆变装置工作在负载功率在10KW以上时交流输出波形稳定，方便并网，在输出电网和主控器之间设置反馈环，所述反馈环用于检测逆变器输出的电压和电流信号，并输出给SPWM调制器调整值，同时所述改进型光伏并网逆变装置还包括与主控器电性连接的PC机，用于设定SPWM调制器的频率和电流增益数据。

反馈环包括与所述交流滤波器输出端连接的电压采样模块和电流互感器，第一调理电路，第二调理电路，双通道模数转换器(A/D)，所述电压采样模块与电流互感器并联；所述电压采样模块通过第一调理电路与所述A/D的第一通道模拟连接，所述电流互感器通过第二调理电路与A/D的第二通道模拟连接；所述电压采样模块利用真有效值芯片将逆变器输出电压转换成直流信号，并通过第一调理电路的调理传输给A/D，所述电流互感器通过采集正弦模拟波中的电流幅值，并通过第二调理电路传输给A/D；所述A/D还分别与主控器和SPWM调制器连接，将接收的逆变器的电压和电流信号转换成数字信号传输给主控器，主控器通过逻辑判断控制A/D输出调制信号以调制SPWM调制器的输出。SPWM调制器输出SPWM波，控制逆变器电流幅值的输出，逆变器电压电流信号通过电压采样模块和电流互感器得到逆变器实际输出电压和电流信号，A/D再将小信号转换成数字信号控制SPWM调制器输出符合要求的SPWM波，从而形成正反馈

采用上述结构的改进型光伏并网逆变装置的实现原理为：首先通过PC机把设定的SPWM调制器的工作频率和电流增益数据通过主控器分别送到A/D，完成频率信号和电流信号的初始控制，在运行过程中，主控器把电网中的实际的电压电流数据和给定数据进行比较，然后调节A/D进行增益控制，这是一个动态矫正的过程。

在反馈环节，电网电压可看作是稳定的电压源，故并网时要求逆变器输出采用电流型控制方式。因通过电感的电流不能突变，可采用电流反馈闭环控制的方法调节电流。将所要求的并网电流正弦波给定值与实际并网电流比较后得到的误差信号经过主控器处理后，产生相应的SPWM信号控制功率器件的导通与关断，最终实现太阳能发电系统的并网，实现并网电流的是与电网同频同相的正弦波。

本实用新型种改进型光伏并网逆变装置为了实现精确控制和灵敏的反应速度采用TMS320LF2407作为主控器。

由以上的具体实施方式可以看出，本实用新型提供的一种改进型光伏逆变装置通过对逆变装置的输出电流进行反馈控制，提高了逆变器交流输出在大功率输出时的稳定性，提高了并网电网的质量，而且经济适用。