[发明专利]一种用于太阳能光伏并网系统的三相逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏并网系统，尤其是涉及一种用于太阳能光伏并网系统的三相逆变器。

背景技术

随着人口的增加、经济的发展，人类对于能源的需求也越来越大，传统的能源储量正在日益枯竭，从而带来了能源短缺的问题。而且，化石燃料的大量使用对人类生存环境造成的危害日益突出，甚至导致生态恶化，这些已成为当今世界各国面临的一个重大问题。所以，开发利用可再生能源和各种绿色能源是人类必须采取的措施，而从能源供应的诸多因素考虑，太阳能无疑是最符合可持续发展战略的理想的绿色能源。全球能源专家们认定，太阳能将成为21世纪最重要的能源之一。

在光伏并网系统的逆变器电路中，对电网电压的锁相是一项关键技术。由于电力系统在工作时会产生较大的电磁干扰，因此，其简单的锁相方法很容易受到干扰而失锁，从而导致系统无法正常运行。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于太阳能光伏并网系统的三相逆变器，该三相逆变器的控制模块上设有数字锁相模块，可对电网电压进行数字锁相，可以有效防止电压相位抖动或失锁的现象，保证太阳能光伏并网系统的正常运行。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于太阳能光伏并网系统的三相逆变器，该三相逆变器设在太阳能发电装置与电网之间，包括逆变电路、控制电路、滤波电路和检测电路，所述的逆变电路的输入端连接太阳能发电装置，输出端连接滤波电路的输入端，所述的滤波电路的输出端连接电网，所述的检测电路连接电网，检测电网的电压和电流，所述的控制电路分别与逆变电路和检测电路连接，控制电路包括DSP、保护模块和用于锁定电网的电压相位的数字锁相模块，该数字锁相模块包括依次连接的数字鉴相器、数字滤波器和数控振荡器，所述的数字鉴相器通过比较输入信号与输出信号，检测输入信号与输出信号的相位差，所述的数字滤波器对输入的信号进行滤波，所述的数控振荡器用于调整数字信号的相位差。

所述的数字锁相模块采用CPLD实现。

所述的保护模块包括脉宽检测单元、共态导通检测单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元。

所述的脉宽检测单元包括三个计数器，分别检测DSP输出的三路PWM信号的有效宽度，当有效宽度高于阈值时，发送异常中断信号和异常状态码信息至DSP，中断电路工作。

所述的共态导通检测单元用于检测并控制逆变电路的两路对称SPWM信号，防止该两路对称SPWM信号共态导通。

所述的电压检测单元检测逆变电路的电压信号，当电压过大时，发送过压信号至DSP，中断电路工作。

所述的电流检测单元检测逆变电路的电流信号，当电流过大时，发送过流信号至DSP，中断电路工作。

所述的温度检测单元检测逆变电路的温度，当温度异常时，发送过温度异常信号至DSP，中断电路工作。

与现有技术相比，本发明采用CPLD实现数字锁相模块的功能，可对电网电压进行数字锁相，可以有效防止电压相位抖动或失锁的现象，保证太阳能光伏并网系统的正常运行，并且通过其他的保护模块在系统异常时，停止电路工作，从而保护系统。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的数字锁相模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种用于太阳能光伏并网系统的三相逆变器，该三相逆变器设在太阳能发电装置1与电网6之间，包括逆变电路2、控制电路4、滤波电路3和检测电路5。逆变电路2的输入端连接太阳能发电装置1，输出端连接滤波电路3的输入端，滤波电路3的输出端连接电网6，检测电路5连接电网6，检测电网6的电压和电流。控制电路4分别与逆变电路2、检测电路5连接，控制电路4包括DSP、保护模块以及数字锁相模块。

数字锁相模块采用CPLD来实现，本实施例中为Xilinx CPLD XC95144，其结构示意图如图2所示。该数字锁相模块包括依次连接的数字鉴相器41、数字滤波器42和数控振荡器43，数字鉴相器41通过比较输入信号与输出信号，检测输入信号与输出信号的相位差，数字滤波器42对输入的信号进行滤波，数控振荡器43用于调整数字信号的相位差，锁定输入信号和输出信号的相位差。

控制电路4中的保护模块包括脉宽检测单元、共态导通检测单元、电压检测单元、电流检测单元和温度检测单元。