一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器的制造方法
【专利摘要】一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变-器，主电路由功率单元、滤波单元、谐波补偿器、电流传感器依次连接而成；谐波补偿器连接在滤波~单元与电流传感器之间的主线上，由薄膜电容器、开关器件、滤波器、接触器组成，接触器的一端连接在光伏逆变器的主线上，另一端连接有滤波器，滤波器另一端与由IGBT组成的开关器件连接，开关器件的末端连接有薄膜电容器。本发明一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器，在电流逆变的同时，依据当时电流谐波的实际情况，自动提供逆变器输出电流谐波的补偿功能，这样的并网逆变器可以逆变出完美无谐波的交流工频电，提供给电网，避免电网受谐波污染。
【专利说明】一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光伏并网逆变器领域，尤其涉及一种带自适应谐波就地治理的光 伏并网逆变器
【背景技术】
[0002] 随着不可再生能源日益减少，人们对可再生能源的需求越来越多。在可再生能源 中，太阳能是最有价值的能源，而光伏发电是太阳能利用的主要形式。光伏逆变器在光伏电 站中起到将光伏电池板的直流电能转换成可送入电网的交流电能，这类光伏逆变器称为光 伏并网逆变器，是光伏并网电站的重要设备之一。
[0003] 目前国内外光伏并网逆变器中，并没有专门考虑输出电流谐波问题，所以此类谐 波抑制方法一直是一片空白。如果不考虑抑制逆变器输出电流中的谐波，势必造成逆变器 输出能源的浪费以及输出谐波对电网的污染。目前国内研发的光伏逆变器基本上满足了并 网要求，输出的谐波含量不算特别大，但是众多逆变器共同并网工作，产生谐波含量就会很 高，若采用外挂式的有源补偿装置，成本高，体积大，功耗高，且不能有效的实现功能，不能 满足智能电网下用户的较高要求，若发明出带有自适应谐波源补偿技术的新型光伏并网逆 变器，实现输出电流谐波就地补偿，从源头上解决谐波问题，不但经济环保，在抑制谐波上 还会起到事半功倍的效果。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是发明一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器，该发明的光 伏并网逆变器在逆变的同时，依据当时电流谐波的实际情况，自动提供逆变器输出电流谐 波的补偿功能，这样的并网逆变器可以逆变出完美无谐波的交流工频电，提供给电网，避免 电网受谐波污染。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
[0006] 一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器，主电路由功率单元、滤波单元、谐 波补偿器、电流传感器依次连接而成；所述谐波补偿器连接在滤波单元与电流传感器之间 的主线上，由薄膜电容器、开关器件、滤波器、接触器组成，接触器的一端连接在光伏逆变器 的主线上，另一端连接有滤波器，滤波器另一端与由IGBT组成的开关器件连接，开关器件 的末端连接有薄膜电容器；所述谐波补偿器的谐波补偿原理及过程为：挂在主线路中的谐 波检测运算模块会检测出主线路电流中是否含有谐波，当检测到谐波时，将检测到的模拟 信号经过模数转换并经谐波电流检测电路的运算后，得到谐波的含量，将得到的信息传递 给电流控制模块，电流控制模块根据得到的电流信号，发出驱动指令给驱动模块，然后由驱 动模块驱动三相PWM逆变模块，通过驱动开关器件IGBT发出PWM波形生成与主线路中谐波 大小相等方向相反的补偿电流，将主线路中的谐波补偿掉，这样逆变器主电路中的电流就 成为无谐波电流；所述谐波补偿器的谐波电流检测原理为：ea、eb、ec为瞬时输入电压值， ia、ib、ic为瞬时输入电流值，iah、ibh、ich为输出电流，Lpf是低通滤波器，Kp为有功分 量，Kq为无功分量，Ka、Kb、Kc为电流系数；功能控制如下：
[0007] 1)无功控制-SVG :Kp = 0, Ka = 0、Kb = 0、Kc = 0, Kq = 1 ;
[0008] 2)有功控制-APF :Kp = 1，Ka = l、Kb = l、Kc = 1，Kq = 1 ;
[0009] 3)SVG+APF 控制：Kp = 1，Ka = l、Kb = l、Kc = 1，Kq = 0。
[0010] 由歹即可计算出被检测电流ia、ib、i。中的基波有功分量iapf、i bpf、i#。
[0011] 与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
[0012] 1. 一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器能实现谐波就地补偿功能，使并 网逆变器输出的电流波形平滑无谐波，不污染电网。带谐波自适应补偿功能的并网逆变器 更是逆变器的一种原理创新。
[0013] 2 -种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器可以实现自适应谐波补偿，谐波 含量较大时，发出大的补偿电流，谐波含量较小时，发出较小的补偿电流，真正实现"有大补 大，有小补小"。
[0014] 3.使用一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器后，光伏电站可以由逆变器 输出端升压后直接并网，免去集中式的另加有源补偿装置，节省电站运行成本，维护成本。
[0015] 4. 一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器使逆变器更加智能，更加高效， 功能更齐全，是未来逆变器的发展方向。
[0016] 5.使用一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器，使光伏发电更加稳定，使 光伏电站发出的电几乎无谐波，更适应市场需求。
[0017] 6. -种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器提供谐波补偿功能，填补了市场 上光伏逆变器无谐波补偿的空白，为以后逆变器的研发及生产有重要的指导意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是发明一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器的主电路图。
[0019] 图2是谐波补偿器的主电路图。
[0020] 图3是谐波补偿器工作原理图。
[0021] 图4是谐波电流检测原理图。
[0022] 图5是发明一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器的控制框图
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进一步说明：
[0024] 见图1，一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器，主电路由功率单元、滤波 单元、谐波补偿器、电流传感器依次连接而成；见图3,谐波补偿器连接在滤波单元与电流 传感器之间的主线上，由薄膜电容器、开关器件、滤波器、接触器组成，接触器的一端连接在 光伏逆变器的主线上，另一端连接有滤波器，滤波器另一端与由IGBT组成的开关器件连 接，开关器件的末端连接有薄膜电容器。
[0025] 见图3为谐波补偿器的工作原理，当挂在主线路中的谐波检测运算模块检测到主 线路电流中含有谐波时，将检测到的模拟信号经过模数转换和谐波电流检测电路的运算 后，得到谐波的含量，将得到的信息传递给电流控制模块，电流控制模块根据得到的电流信 号，发出驱动指令给驱动模块，然后由驱动模块驱动三相PWM逆变模块，通过驱动开关器件 IGBT发出PWM波形生成与主线路中谐波大小相等方向相反的补偿电流，将主线路中的谐波 补偿掉，这样逆变器主电路中的电流就是无谐波电流。
[0026] 见图5, DPS控制器控制逆变器和谐波补偿单元，同时根据采样检测电路和保护电 路的信息及时调整逆变器的工作状态，必要时可以实现自动启停机。新型的逆变器有触摸 屏作为人机界面，可以通过触摸屏查询逆变器的工作状态，还可以控制逆变器的工作，也可 以通过逆变器的通讯接口，实现远程读取和控制逆变器运行状态。
[0027] 见图4为谐波电流检测原理，图中ea、eb、ec为瞬时输入电压值，ia、ib、ic为瞬 时输入电流值，iah、ibh、ich为输出电流，Lpf是低通滤波器，Kp为有功分量，Kq为无功分 量，Ka、Kb、Kc为电流系数；功能控制如下：
[0028] 1)无功控制-SVG :Kp = 0，Ka = 0、Kb = 0、Kc = 0，Kq = 1 ;
[0029] 2)有功控制-APF :Kp = 1，Ka = 1、Kb = 1、Kc = 1，Kq = 1 ;
[0030] 3) SVG+APF 控制：Kp = 1，Ka = 1、Kb = 1、Kc = 1，Kq = 0。
[0031] 由戶即可计算出被检测电流ia、ib、i。中的基波有功分量iapf、i bpf、i#。
[0032] 使用时：见图5,光伏电站有大量的矩阵式太阳能电池板，将这些电池板的直流电 经过汇流箱，送到直流柜中，再由直流柜送入逆变器的直流输入端，见图1，输入的直流电经 过IGBT功率单元的逆变作用，将直流电变为与电网电压同频同相的交流工频电，然后经过 滤波单元的滤波，最后还要经过谐波补偿器将谐波补偿掉，最终将无谐波污染的交流电并 入电网。
【权利要求】
1. 一种带自适应谐波就地治理的光伏并网逆变器，其特征在于，主电路由功率单元、滤 波单元、谐波补偿器、电流传感器依次连接而成；所述谐波补偿器连接在滤波单元与电流传 感器之间的主线上，由薄膜电容器、开关器件、滤波器、接触器组成，接触器的一端连接在光 伏逆变器的主线上，另一端连接有滤波器，滤波器另一端与由IGBT组成的开关器件连接， 开关器件的末端连接有薄膜电容器；所述谐波补偿器的谐波补偿原理及过程为：挂在主线 路中的谐波检测运算模块会检测出主线路电流中是否含有谐波，当检测到谐波时，将检测 到的模拟信号经过模数转换并经谐波电流检测电路的运算后，得到谐波的含量，将得到的 信息传递给电流控制模块，电流控制模块根据得到的电流信号，发出驱动指令给驱动模块， 然后由驱动模块驱动三相PWM逆变模块，通过驱动开关器件IGBT发出PWM波形生成与主线 路中谐波大小相等方向相反的补偿电流，将主线路中的谐波补偿掉，这样逆变器主电路中 的电流就成为无谐波电流。所述谐波补偿器的谐波电流检测原理为 ：ea、eb、eC为瞬时输入 电压值，ia、ib、ic为瞬时输入电流值，iah、ibh、ich为输出电流，Lpf是低通滤波器，Kp为 有功分量，Kq为无功分量，Ka、Kb、Kc为电流系数；功能控制如下 ： 1) 无功控制-SVG :Kp = 0, Ka = 0、Kb = 0、Kc = 0, Kq = 1 ; 2) 有功控制-APF :Kp = 1，Ka = l、Kb = l、Kc = 1，Kq = 1 ; 3. SVG+APF 控制：Kp = 1，Ka = l、Kb = l、Kc = 1，Kq = 0。 由歹即可计算出被检测电流ia、ib、i。中的基波有功分量iapf、i bpf、i。#。
【文档编号】H02M7/5387GK104218838SQ201410370351
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】马宏全, 王春岩 申请人:新疆荣信节能电气有限公司