软启动光伏逆变器及光伏发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及太阳能领域，具体涉及一种软启动光伏逆变器及一种光伏发电系 统。
【背景技术】
[0002] 光伏发电系统是由光伏阵列、汇流箱、光伏逆变器、箱式变电站和升压站五部分组 成。传统的光伏逆变器是用交流断路器把逆变器的滤波器侧直接接到额定电压的电网中 (直接启动）。图1为现有的光伏逆变器的拓扑结构图。交流断路器利用线圈中通过电流 时，电磁铁内产生磁通，铁芯由于受到电场力的作用，实现主电路合闸和分闸。
[0003] 光伏逆变器直接启动的缺陷具体表现在：由于光伏逆变器启动时会产生较大的冲 击电流，对供电的网侧电压产生较大的电压闪变，同时由于启动应力较大，对电气设备产生 冲击，使逆变器的使用寿命降低，威胁现场调试人员的人身安全。大型光伏电站通常要求电 气设备使用寿命达到25年，这造成断路器使用频繁，断路器通断至少达到18000多次，在使 用过程中容易出现螺丝松动、触头磨损等机械故障造成光伏逆变器停运，使光伏逆变器故 障率增加，尤其在设备寿命后期更为严重，影响光伏电站的发电量。因此，采用断路器启动 的光伏逆变器存在着启动电流大、对电气设备冲击明显和故障率高等缺陷。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是提供一种软启动光伏逆变器，以解决光伏逆变器启动电流 大，对电气设备冲击明显和故障率高的问题。
[0005] 为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种软启动光伏逆变器，所 述软启动光伏逆变器包括直流断路器、稳压电容、三相逆变桥、滤波器以及晶闸管，其中所 述直流断路器、稳压电容、三相逆变桥以及滤波器依次电连接，以及所述晶闸管的输入端与 所述滤波器的输出端电连接。
[0006] 较佳地，所述晶闸管设置成通过控制所述晶闸管的导通角，使得所述软启动光伏 逆变器的输出电压从零值逐渐增加，直到所述晶闸管全部导通之后，所述软启动光伏逆变 器的输出电压达到最大值。
[0007] 较佳地，还包括交流主接触器，所述交流主接触器的输入端与所述滤波器的输出 端电连接。
[0008] 较佳地，所述交流主接触器设置成当所述晶闸管全部导通后，所述交流主接触器 闭合，以及所述晶闸管设置成当所述交流主接触器闭合后所述晶闸管断开。
[0009] 较佳地，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括软启动模块和CPU模 块，所述软启动模块和所述CPU模块电连接，以及所述软启动模块包括多个继电器，所述多 个继电器设置成从所述CPU接收指令并根据该指令控制所述晶闸管和所述交流主接触器 的导通和断开。
[0010] 较佳地，其特征在于，所述多个继电器包括第一继电器、第二继电器和第三继电 器，所述控制系统设置成：
[0011] 当所述晶闸管的输入端的交流电压与所述晶闸管的输出端将接入的电网电压同 频、同相时，所述CPU发送指令给所述第一继电器，所述第一继电器控制所述晶闸管开启， 所述晶闸管的输出电压逐渐增加，直到所述晶闸管全部导通；以及
[0012] 当所述软启动光伏逆变器在额定电压运行后，所述CPU分别给所述第二继电器和 所述第三继电器发送指令，使得所述第二继电器控制所述晶闸管断开，所述第三继电器控 制所述交流主接触器闭合，从而完成所述软启动光伏逆变器的启动过程。
[0013] 较佳地，在所述直流断路器和所述稳压电容之间还设置有直流EMC滤波器，所述 直流EMC滤波器的输入端与所述直流断路器电连接，所述直流EMC滤波器的输出端与所述 稳压电容电连接。
[0014] 较佳地，在所述滤波器和所述晶闸管之间还设置有交流EMC滤波器，所述交流EMC 滤波器的输入端与所述滤波器的输出端电连接，所述交流EMC滤波器的输出端与所述晶闸 管的输入端电连接。
[0015] 较佳地，所述软启动光伏逆变器还包括二次电源线，所述控制系统经由所述二次 电源线供电。
[0016] 较佳地，所述交流主接触器与所述晶闸管并联。
[0017] 较佳地，所述晶闸管为三相反并联晶闸管。
[0018] 根据本实用新型的另一方面，还提供了一种光伏发电系统，所述光伏发电系统包 括光伏组件、汇流箱、箱式变电站以及升压站，还包括上述的软启动光伏逆变器。
[0019] 本实用新型的光伏逆变器可以降低启动电流，减小光伏逆变器启动时对电网的冲 击，提高设备集成化程度，节省设备资本，保证系统工作的稳定性和可靠性，从而提高了供 电质量和设备使用寿命。同时与传统光伏逆变器相比，省掉断路器，与箱式变电站配合使 用，满足保护的选择特性，节省了设备的占用空间，实现了设备的集成化发展。
【附图说明】
[0020] 图1是现有的光伏逆变器的拓扑结构图；
[0021] 图2是本实用新型的软启动光伏逆变器的拓扑结构图；
[0022] 图3是本实用新型的软启动光伏逆变器的CPU模块控制示意图；
[0023] 图4是本实用新型的软启动光伏逆变器的软启动模块控制示意图；
[0024] 图5是本实用新型的光伏系统连接示意图；以及
[0025] 图6是本实用新型的软启动光伏逆变器的晶闸管的调压电路中对应的相电压图。
【具体实施方式】
[0026] 以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实 用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限 制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
[0027] 术语说明
[0028] 断路器：所设计的分合装置，能够关合、通断和承载正常状态的电流；并且能在 非正常运行状态下，也能够进行关合、分断以及一定时间内的导通与通断。
[0029] 光伏逆变器：光伏逆变器是通过电力电子器件（MOSFET、IGBT等）连接电阻电容， 以脉冲宽度调制的方式控制器件的通断，把汇流箱传输来的直流电转变成交流电，同时完 成光伏组件的最大功率点跟踪（MPPT)，保证智能控制及反孤岛效应等。
[0030] 晶闸管：晶闸管是由PNPN四层半导体构成的元件，有阳极A、阴极K和控制级G三 个电极，它能在电路中实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，而且动作快、寿命 长、可靠性好。
[0031] 图2为本实用新型的软启动光伏逆变器的电路图。如图2所示，本实用新型的软 启动光伏逆变器包括直流断路器10、直流EMC滤波器20、稳压电容30、三相逆变桥40、滤波 器50、交流EMC滤波器60、交流主接触器70、晶闸管80以及控制系统90。其中，直流断路 器10、直流EMC滤波器20、稳压电容30、三相逆变桥40、滤波器50和交流EMC滤波器60依 次经由导线电连接，其中，交流EMC滤波器60的输出端与交流主接触器70的输出端和晶