一种三端口光伏逆变器的制作方法

本实用新型涉及光伏技术领域，具体涉及一种三端口光伏逆变器。

背景技术：

人类经济的发展和生活离不开能源，能源可以提供人们生活所需要的能量，能量的使用使人类的社会经济和生活水平得到进一步提升。传统能源如煤、石油等是非可再生能源，人类对此类能源的过度开采，导致这些能源可供使用的年限急剧降低，直到枯竭。因此作为“可持续发展”的内在要求，发展清洁可再生能源势在必行。太阳能是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线，将太阳能转化成电能称为太阳能发电，光伏逆变器是太阳能发电系统的一个关键部件，光伏逆变器的拓扑结构主要有三类：单级式无直流母线结构，准单级式伪直流母线结构，两级式直流母线结构。这三类结构的光伏逆变器都是采用双端口结构，通过输入端接入光伏板，将光伏板输出的直流电实现直流电到交流电的转换后，输出端输出市电交流电。这种双端口结构无法应对直流电供电模式，导致这种光伏发电系统输出缺乏对直流电所需的供电输出，对于在维护或应急时经常需要3v-12vdc供电而得不到相应的满足需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种空三端口光伏逆变器，使得三端口光伏逆变器这种硬件能支持直流电供电模式输出，也能将光伏输入到交流电网上。

相应的，本实用新型实施例提供了一种三端口光伏逆变器，所述三端口光伏逆变器包括：第一滤波模块、直流输出模块、直流升压模块、直流-交流转换模块、第二滤波模块，其中：所述第一滤波模块的输入端用于连接光伏模块，所述第一滤波的输出端连接着所述直流输出模块和所述直流升压模块，所述直流升压模块的输出端连接着所述直流-交流转换模块，所述直流-交流转换模块的输出端连接着所述第二滤波模块，所述第二滤波模块的输出端用于连接交流电网。

所述直流输出模块采用自适应直流电输出模式为负载提供直流电压源。

所述第一滤波模块为低通滤波器。

所述第二滤波模块为lcl滤波器。

所述lcl滤波器包括：第一电感l1、第二电感l2、微调模块和电容c1，所述微调模块和所述电容c1以并联形式接入网络。

所述微调模块为可调电容。

所述三端口光伏逆变器还包括电压监测模块，所述电压检测模块用于监测第一滤波模块所输出的电压、和/或直流升压模块所输出的电压、和/或直流-交流转换模块所输出的电压。

所述三端口光伏逆变器还包括：环境参数监测子模块，所述环境参数监测子模块用于监测烟雾、和/或水浸、和/或湿度、和/或温度。

所述直流升压模块包括低压采样校准模块、推挽开关电路、升压电路和高压采样及校准模块，所述低压采用校准模块连接所述推挽开关电路，所述推挽开关电路连接升压电路，所述升压电路连接所述高压采样及校准模块。

所述升压电路采用全波倍压整流电路。

本实用新型实施例提供了一种三端口光伏逆变器，其输入端口输入的是光伏电池板输出的原始直流电，第一输出端口输出的是经逆变后的市电(220v交流电)，第二输出端口为自适应直流输出端口，其可以根据实际接入的负载自适应输出3-12v直流电。这种三端口光伏逆变器可以同时满足交流电输出和直流电输出，对于在维护或应急时经常需要3v-12vdc供电而得到相应的满足。

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，显而易见的，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获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例中三端口光伏逆变器的设备端口示意图；

图2是本实用新型实施例中三端口光伏逆变器的电路原理示意图；

图3是本实用新型实施例中第二滤波器电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例中直流升压模块的电路结构示意图；

图5是被实用新型实施例中直流升压模块的具体电路原理图。

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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例中三端口光伏逆变器的设备端口示意图，该三端口光伏逆变器为一个一进两出的三端口设备，其输入端口输入的是光伏电池板输出的原始直流电，第一输出端口输出的是经逆变后的市电(220v交流电)，第二输出端口为自适应直流输出端口，其可以根据实际接入的负载自适应输出3-12v直流电。

图2示出了本实用新型实施例中三端口光伏逆变器的电路原理示意图，通过箭头表示电流流向，通过直线连接表示为信号连接，该三端口光伏逆变器包括：第一滤波模块、直流输出模块、直流升压模块、直流-交流转换模块、第二滤波模块，其中：所述第一滤波模块的输入端用于连接光伏模块，所述第一滤波的输出端连接着所述直流输出模块和所述直流升压模块，所述直流升压模块的输出端连接着所述直流-交流转换模块，所述直流-交流转换模块的输出端连接着所述第二滤波模块，所述第二滤波模块的输出端用于连接交流电网。

具体实施过程中，直流输出模块采用自适应直流电输出模式为负载提供直流电压源。

具体实施过程中，基于光伏模块所输入电流先经过第一滤波模块，该第一滤波模块为低通滤波器其主要作用是滤掉高次杂波，以减少杂波对系统的非线性干绕。

经过第一滤波模块的电流形成两路电流支路，一路电流支路通过自适应直流电输出模块的dc-dc调整变化后，根据接入负载情况自适应地给负载提供3-12v直流电压源，另一路直流电流通过直流升压模块进行升压变化，将光伏模块25-60v的低压直流电变换为直流500v的高压，然后再通过直流-交流转换模块将380v直流电逆变成220v交流电。然后再经第二滤波模块并网到交流供电电网。

图3示出了本实用新型实施例中第二滤波器电路结构示意图，该第二滤波模块为lcl滤波器，lcl滤波器包括：第一电感l1、第二电感l2、微调模块和电容c1，所述微调模块和所述电容c1以并联形式接入网络，该微调模块为可调电容。

在直流-交流转换模块和交流电网中间，电流需经过第二滤波模块，其作用是为了电网和用电设备的安全，将逆变器输出电压电流波形中的谐波成分滤除掉，同时根据相关标准要求，最终输出到交流电网的谐波总畸变率(thd)不可超过5％。第二滤波模块为一个改进型lcl滤波器，微调模块与电容c1以并联形式接入网络。微调模块主要作用是微调和校准。

所述三端口光伏逆变器还包括电压监测模块，所述电压检测模块用于监测第一滤波模块所输出的电压、和/或直流升压模块所输出的电压、和/或直流-交流转换模块所输出的电压。电压监测模块主要分为两个子功能，一个是弱电压(12v-75v)监测，另一个是高压(300v-700v)监测。同时电压监测模块具有告警功能，在设定值±5％的范围内视为正常，超过范围告警。所述三端口光伏逆变器还包括：环境参数监测子模块，所述环境参数监测子模块用于监测烟雾、和/或水浸、和/或湿度、和/或温度。环境参数监测子模块：该模块主要功能是监测烟雾，水浸，湿度，温度等环境参数。其中烟雾和水浸为一级指标量，一旦监测到需立即告警。

所述直流升压模块用于将光伏模块所输入的25v-60v低压直流电变换为380v至500v的高压直流电；所述直流-交流转换模块将高压直流电逆变成交流电。图4示出了本实用新型实施例中直流升压模块的电路原理示意图，该模块的主要功能是实现将25-60v的低压变换为直流500v的高压，模块的电压转换效率将直接影响整个系统的能量转换比。

图4示出了本实用新型实施例中的直流升压模块电路原理图，包括低压采样校准模块、推挽开关电路、升压电路和高压采样及校准模块。经第一滤波模块滤波后的电压进入低压采样校准模块，该低压采样校准模块主要功能是为低压检测电提供电压采样端口，结合该电路硬件参数，可通过算法计算出进入下一模块“推挽开关电路”的电压。推挽开关电路主要作用是将直流电通过开关管变成脉动电压。这里推挽开关电路采用的是三管推挽式开关电路。升压电路的作用是将上一模块直流输入电压变高，升压电路中主要采用全波倍压整流电路，同时为后一模块提供具有低谐波率的直流电。高压采样校准模块主要是提供电压采样端口，同时为第二滤波模块提供高压电输入，同时该电路具有过压时“故障倒向安全”的作用。

该模块的电压转换效率将直接影响整个系统的能量转换比，该模块原理图如图5所示。其中，q1，q2，q3为ganmosfet管，v1，v2，v3为其偏置电路所产生的电压。q1，q2是推挽电路的主开关管，q3是辅助开关管。电容c1，电阻r1主要作用是阻抗匹配。r2，r3，c2，主要是为低压检测电路提供电压检测接口。二极管d1，d2，c6，c7组成倍压电路，电感l1，l2和电解电容c9主要起滤除高次谐波作用。稳压二极管d11和电阻r4，r5，电容c8构成高压检测电路一方面为后一模块提供高输出端口output1，另一方面为高压检测子模块提供高压检测端子。

即电容c1与电阻r1控制所述第一滤波模块的第一输出端口与所述直流升压模块的输入端口进行阻抗匹配；电阻r2、电阻r3和电容c2组成分压电路，为低压检测电路提供电压检测端口；v1、v2、v3为其偏置电路所产生的电压，分别控制场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3的导通或截止，在导通状态下pv+、pv-将与变压器t1的输入端形成电流回路；所述变压器t1的输出端所输出的交流电压经电感l1、电感l2的滤波后，通过二极管d1、电容c6、电容c7和二极管d2所组成的倍压电路进行电压放大，放大后的交流电压通过电解电容c9的充放电作用转变成直流电压由output1端口输出。稳压二极管d11、电阻r4、电阻r5和电容c8组成高压检测电路，输出端口output1为所述直流-交流转换模块提供高压输入，输出端口output2为高压检测电路的电压检测端口。

另外，以上对本实用新型实施例所提供的三端口光伏逆变器进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。