风光互补全桥逆变器及风光互补发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及逆变器技术领域，特别涉及一种风光互补全桥逆变器及风光互补发电 系统。
【背景技术】
[0002] 自然界中，太阳能和风能是最普遍，也是取之不尽的可再生能源，两者在时间变化 分布上有很强的互补性。由于风光单独发电存在稳定性差、能量密度低、受天气影响因素等 弊端，因此采用风光互补供电系统成为一大趋势。风光互补供电系统则是同时利用太阳能 和风能为负载供电，可最大限度地利用绿色可再生能源。两种资源的互补性使得风光互补 发电系统在资源分布上具有很好的匹配性，确保动力能源的输出，能大大提高系统供电的 连续性和稳定性。
[0003] 逆变器用来将发电系统输出的直流电能转变成标准交流电能，因此逆变系统是可 再生能源并网发电中的重要设备，也是技术的关键所在。而现有的逆变器普遍存在负载的 电流谐波失真以及实现不便的缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种风光互补全桥逆变器，本发明 通过以下技术方案实现：
[0005] 一种风光互补全桥逆变器，包括脉冲驱动电路以及全桥电路，脉冲驱动电路输出 五路脉冲波，用以驱动全桥电路；
[0006] 全桥电路包括四个三极管以及三个MOS管，四个三极管包括第一三极管、第二三 极管、第三三极管以及第四三极管，三个MOS管包括第一MOS管、第二MOS管以及第三MOS 管，第一三极管的基极、第二三极管的基极以及三个MOS管的栅极分别接收一路脉冲波；
[0007] 第一三极管的集电极与第二三极管的集电极相连，第三三极管的集电极与第四三 极管的集电极相连，第一三极管的发射极连接第三三极管的基极，第二三极管的发射极连 接第四三极管的基极；
[0008] 第一MOS管的源极连接第三三极管的集电极，第二MOS管的漏极连接第一二极管 的集电极与第二二极管的集电极，第三MOS管的源极连接第四三极管的集电极，第一MOS管 的漏极、第二MOS管的源极以及第三MOS管的漏极作为输出端，输出交流电。
[0009] 较佳的，第一MOS管的漏极与第二MOS管的源极之间连接有一第一二极管，第二 MOS管的源极与第三MOS管的漏极之间连接有一第二二极管。
[0010] 较佳的，脉冲波包括方波、修正波。
[0011] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种风光互补发电系统，本发明通 过以下技术方案实现：
[0012] 一种风光互补发电系统，包括：风力发电机组、太阳能光伏阵列、风光互补控制器、 充电装置、蓄电池以及风光互补全桥逆变器；
[0013] 风光互补控制器连接风力发电机组以及太阳能光伏阵列，在风力发电机组以及太 阳能光伏阵列的输出电压大于蓄电池的电压时，通过充电装置为蓄电池充电以及送入风光 互补全桥逆变器，将直流电转换为交流电进行输出；
[0014] 风光互补全桥逆变器包括脉冲驱动电路以及全桥电路，脉冲驱动电路输出五路脉 冲波，用以驱动全桥电路；
[0015] 全桥电路包括四个三极管以及三个MOS管，四个三极管包括第一三极管、第二三 极管、第三三极管以及第四三极管，三个MOS管包括第一MOS管、第二MOS管以及第三MOS 管，第一三极管的基极、第二三极管的基极以及三个MOS管的栅极分别接收一路脉冲波；
[0016] 第一三极管的集电极与第二三极管的集电极相连，第三三极管的集电极与第四三 极管的集电极相连，第一三极管的发射极连接第三三极管的基极，第二三极管的发射极连 接第四三极管的基极；
[0017] 第一MOS管的源极连接第三三极管的集电极，第二MOS管的漏极连接第一二极管 的集电极与第二二极管的集电极，第三MOS管的源极连接第四三极管的集电极，第一MOS管 的漏极、第二MOS管的源极以及第三MOS管的漏极作为输出端，输出交流电。
[0018] 较佳的，第一MOS管的漏极与第二MOS管的源极之间连接有一第一二极管，第二 MOS管的源极与第三MOS管的漏极之间连接有一第二二极管。
[0019] 较佳的，还包括一泄荷器，连接充电装置，用以防止过充。
[0020] 较佳的，脉冲波包括方波、修正波。
[0021] 本发明采用微控制器控制的全桥单相逆变器的拓扑结构，后级逆变环节采用修正 波脉冲驱动的全桥逆变器电路，电流谐波频谱较低，明显改善了电流谐波失真，逆变输出频 率稳定，具有较高的性能价格比。
【附图说明】
[0022] 图1所示的是本发明的风光互补发电系统的结构示意图；
[0023] 图2所示的是本发明的风光互补控制器的电路图；
[0024] 图3所示的是本发明的充电装置的电路图；
[0025] 图4所示的是本发明的风光互补全桥逆变器的电路图；
[0026] 图5所示的是本发明测试中的太阳辐射强度示意图；
[0027] 图6所示的是本发明测试中的温度示意图；
[0028] 图7所示的是本发明测试中的风速示意图；
[0029] 图8所示的是本发明测试中的输出电压示意图；
[0030] 图9所示的是本发明测试中方波的电流谐波频谱；
[0031] 图10所示的是本发明测试中修正波的电流谐波频谱。
【具体实施方式】
[0032] 以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述 和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。
[0033] 为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的 解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
[0034] 如图1所示，本发明提供的风光互补发电系统包括：风力发电机组、太阳能光伏阵 列、风光互补控制器、充电装置、蓄电池以及风光互补全桥逆变器，逆变器主要的能量来源 有两个，一个来自两单元模块构成的太阳能光伏阵列（每单元容量为22V，50W)，另一个则 来自风力发电机组。在研宄中对太阳辐射强度、温度、风速、光伏阵列和风力发电的电压数 据每隔一分钟通过电压测量仪进行测量。通过PIC16F627A-I/P微处理器控制的全桥单相 逆变器的拓扑结构，后级逆变环节采用修正波脉沖驱动的全桥逆变器电路，低压直流输入， 标准市电输出，实现方便，同时负载的电流谐波失真也得到了改善。泄荷器连接充电装置， 用以防止蓄电池过充。
[0035] 如图2所示，风光互补控制器用来控制太阳能光伏阵列和风力发电机组输入充电 器的电压，其电路如图2所示。由于夜间光伏阵列不能产生直流电压，因此在一天内所产生 的直流电压取决于白天太阳的光照辐射强度。风力发电机组无论是白天还是黑夜都能产生 直流电压，其值取决于风速。该当太阳能光伏阵列和风力发电机组产生的电压高于电池电 压，风光互补发电控制系统就可以控制电池进行充电，这一过程通过PIC16F877A芯片进行 控制。
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