一种互补式混合功能光伏逆变器的制作方法

本发明涉及光伏逆变器，特别涉及一种互补式混合功能光伏逆变器。

背景技术：

1、光伏逆变器可以将光伏(pv)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(ac)的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡(bos)之一，可以配合一般交流供电的设备使用。常规光伏逆变器就只能实现一种功能，要么作为交流电源给负载使用，要么作为驱动器驱动电机使用，无法同时作为交流电源和驱动器使用。另外，常规光伏逆变器和电网均各自独立，需切换使用，并不能进行能量互补。

2、具体来说，独立使用存在以下缺陷：

3、1、光伏功率低于使用功率时候，只能切换成电网使用，这样光伏的剩余能量不能利用，造成能量浪费。

4、2、光照突然因为云遮挡，光伏能量下降，会切换成电网供电，当遮挡去掉后，又切换成光伏，这样来回切换影响切换开关的使用寿命。

5、3、切换会有延迟，导致负载在延迟时间断电。

6、基于此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种互补式混合功能光伏逆变器，是一种基于相同硬件拓扑下实现电机驱动及交流电源的光伏逆变器，可以对光伏电池板进行能量跟踪，并将能量既可以驱动电机使用，也可以切换成交流电源使用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种互补式混合功能光伏逆变器，包括：

4、dc-dc电路模块，包含mppt模块，dc-dc电路模块的输入端连接光伏电池板，输出端连接dc-ac电路模块的输入端，用于mppt最大功率点跟踪及母线电压稳压控制；

5、dc-ac电路模块，dc-ac电路模块的输出端连接电机或家电负载，用于将母线直流电压逆变成交流电压；

6、不控整流模块，不控整流模块的输入端接入电网交流输入，不控整流模块的输出端连接dc-ac电路模块的输入端，用于与光伏电池的能量进行互补。

7、本发明提供了一种优选方案，所述dc-ac电路模块采用三相逆变桥，兼容三相和两相输出；所述dc-ac电路模块接家电负载时，接三相逆变桥的两相桥臂；所述dc-ac电路模块接电机时，接三相逆变桥的三相桥臂。

8、本发明提供了一种优选方案，所述dc-ac电路模块的输出端连接家电负载时，通过一输出滤波组件进行连接，所述输出滤波组件用于将逆变器脉宽调制波过滤成平滑成正弦波。

9、本发明提供了一种优选方案，所述dc-dc电路模块与dc-ac电路模块之间并联一电容c1。

10、本发明提供了一种优选方案，所述有限母线电压范围的mppt最大功率点跟踪控制及最大电流控制，用于对整个功率流向进行匹配控制，控制策略如下：

11、母线电压稳压控制：mppt模块给定母线电压的给定值，若超过电网整流电压+nv，则限制在电网整流电压+nv，此时mppt模块做恒压控制，光伏发电过剩时防止母线电压超压；

12、mppt最大功率点跟踪控制：光伏发电不足，mppt模块控制电网输出电压向负载提供能量，此时mppt模块做最大功率点跟踪控制。

13、与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

14、(1)本发明一种互补式混合功能光伏逆变器，是一种基于相同硬件拓扑下实现电机驱动及交流电源的光伏逆变器，可以对光伏电池板进行能量跟踪，并将能量既可以驱动电机使用，也可以切换成交流电源使用。系统电路简洁，不增加额外硬件的情况下，实现系统功能增强。电源、电机驱动一体化，减少了系统硬件叠加。

15、(2)本发明一种互补式混合功能光伏逆变器接家电负载时可以输出标准正弦波供家电负载使用，接电机时可以输出svpwm脉冲宽度调制波形驱动电机进行变频调速。

16、(3)本发明一种互补式混合功能光伏逆变器可以与电网互补使用，自动调节光伏电池板能量和电网能量的输出比例，光伏能量>输出能量，做有限母线电压范围情况下的最大功率点跟踪控制，即如果母线电压超过给定的范围，做恒压控制，未超过给定范围，做最大功率跟踪控制；光伏能量<输出能量，做最大电流控制，与电网进行能量互补。

17、(4)本发明一种互补式混合功能光伏逆变器，电源、负载功率自适应控制，可自动匹配负载功率和光伏功率。

技术特征：

1.一种互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述dc-ac电路模块采用三相逆变桥，兼容三相和两相输出；所述dc-ac电路模块接家电负载时，接三相逆变桥的两相桥臂；所述dc-ac电路模块接电机时，接三相逆变桥的三相桥臂。

3.根据权利要求1所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述dc-ac电路模块的输出端连接家电负载时，通过一输出滤波组件进行连接，所述输出滤波组件用于将逆变器脉宽调制波过滤成平滑成正弦波。

4.根据权利要求1所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述dc-dc电路模块包括igbtq1、二极管d1、功率电感l1和igbtq2；光伏电池板的正极接igbtq1的集电极，负极接二极管d1的阳极和igbtq2的发射极；igbtq1的发射极接二极管d1的阴极和功率电感l1的一端，功率电感l1的另一端接igbtq2的集电极并作为dc-dc电路模块的正极输出，igbtq2的发射极接光伏电池板的负极并作为dc-dc电路模块的负极输出，igbtq2的栅极接mppt模块。

5.根据权利要求3所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述dc-ac电路模块包括6个igbtq3、q4、q5、q6、q7、q8，q3的集电极接dc-dc电路的输出端，q3的发射极接q4的集电极，q4的发射极接光伏电池板的负极；q5的集电极接二极管d2的阴极，q5的发射极接q6的集电极，q6的发射极接光伏电池板的负极；q7的集电极接二极管d2的阴极，q7的发射极接q8的集电极，q8的发射极接光伏电池板的负极。

6.根据权利要求1所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述不控整流模块采用由4个二极管d3、d4、d5和d6组成的整流桥；电网交流输入通过整流桥b1整流后输入至dc-ac电路模块。

7.根据权利要求5所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述输出滤波组件包括电感l2和电容c2；

8.根据权利要求1所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述dc-dc电路模块与dc-ac电路模块之间并联一电容c1。

9.根据权利要求1所述的互补式混合功能光伏逆变器，其特征在于，所述有限母线电压范围的mppt最大功率点跟踪控制及最大电流控制，用于对整个功率流向进行匹配控制，控制策略如下：

技术总结
本发明提供了一种互补式混合功能光伏逆变器，涉及逆变器技术领域，包括DC‑DC电路模块，用于有限母线电压范围的MPPT最大功率点跟踪控制及最大电流控制；DC‑AC电路模块，用于将母线直流电压逆变成交流电压；不控整流模块，用于与光伏电池的能量进行互补。本发明是一种基于相同硬件拓扑下实现电机驱动及交流电源的光伏逆变器，可以对光伏电池板进行能量跟踪，并将能量既可以驱动电机使用，也可以切换成交流电源使用。本发明逆变器可以与电网互补使用，自动调节光伏电池板能量和电网能量的输出比例，光伏电池板能量充足的时候，做最大功率跟踪控制，光伏电池板能量不够的时候，做最大电流控制，与电网进行能量互补。

技术研发人员：邹越,戴峤笠,姚俊,梁波,陈泽君
受保护的技术使用者：浙江亘远科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13