[实用新型]基于DSP的太阳能光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能并网发电技术领域，特别是一种用于太阳能并网发电的逆变器，具体地说，涉及一种基于DSP的太阳能光伏并网逆变器。

背景技术

经济飞速发展使开发利用绿色新能源成为各国政府的当务之急。太阳能是对环境无污染的可再生能源，在此背景下，太阳能光伏发电作为一项新兴能源产业迅速发展起来。

将太阳能电池发出的电并入电网 ,既能缓解高峰用电时期的用电紧张状况，又可省去储电费用。而将太阳能电池发电与电网连接的关键部件是光伏逆变器，其主要功能是将太阳能电池发出的直流电转换成和电网同频同相的交流电，可以说光伏逆变器的性能(效率、可靠性、安全性、可检测性和环境适应性等)决定了整个并网发电系统的性能。然而，当前太阳能光伏并网逆变器效率偏低、可靠性差、稳定性不强、最大功率点跟踪不足以及缺乏用户用电管理功能，这些都不能满足现有太阳能光伏发电产业发展的需要。

发明内容

本实用新型之目的是针对现有太阳能光伏并网逆变器效率低、可靠性差、输出电压不稳定等问题，提供一种效率高、可靠性强、有较强的适应性，并有对用户用电进行管理功能的基于DSP的太阳能光伏并网逆变器。本实用新型具有以下优点：

1、具有较高效率：功率因素为1，能最大限度的利用太阳能电池，从而提高太阳能光伏并网整个系统的效率，降低了成本。

2、具有较高的可靠性：具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等，不需要有人值守和维护，特别适用于各种偏远地区。

3、直流输入电压有较宽的适应范围：由于电池的端电压随负载和日照强度而变化， 蓄电池虽然对电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，这就要求逆变器必须在较宽的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

4、具有用户电力管理功能：能够判断当前光伏电能是否向电网供电，用户是否向电网取电等情况，进而关闭/开启相应开关。

本实用新型实现上述优点的技术方案是：基于DSP的太阳能光伏并网逆变器，包括最大功率点跟踪MPPT模块、电压电流变换模块、DSP控制模块、用户电力管理模块和人机交互模块。

其中最大功率点跟踪MPPT模块内含前级电压匹配子模块。电压电流变换模块包括DC/DC升压电路、DC/AC逆变电路和驱动电路；太阳能阵列电池的直流电流通过DC/DC升压电路后变成较高的直流电流，再经过DC/AC逆变电路将其转换成220V交流电送入电网。DC/AC逆变采用无差拍SVPWM算法调制，易数字化，减小装置体积，可改进电源动态性能，提高直流电压利用率。用户电力管理模块包含电网检测电路和采样电路。DSP控制模块是整个逆变器的核心，它根据采样太阳能电池阵列的电压电流通过算法来进行最大功率点的跟踪，同时通过实施检测用户当前用电功率，与当前光伏发电功率相比较，若发电量大于用电量，则将多余电能送入电网；若发电量小于用电量，则缺口部分电力从电网取得，以此来进行电力管理。同时该逆变器还具有同步锁相的功能。

所述的基于DSP的太阳能光伏并网逆变器，其特征在于：所述的最大功率点跟踪MPPT模块最大功率的控制的实现方法采用“电压扰动法”并对其的改进。电压扰动法的原理是通过将本次光伏方阵的输出功率与上次的相比较，来确定是增加还是减小太阳能电池阵列工作电压。

所述的基于DSP的太阳能光伏并网逆变器，其特征在于：电压电流变换模块中的DC/DC升压电路，采用BOOST方式；DC/AC电路采用三相桥式逆变电路,功率器件使用集成了驱动和保护电路的IPM模块,开关频率为10 kHz。为了防止电能从电网流入太阳能光伏阵列,在直流侧加了防反二极管；逆变器的输出端使用了LC滤波电路滤除高频分量,在逆变器的输入端和输出端都安装了接触器,实现逆变器的可靠隔离和保护。逆变器采用大电容解耦,在解耦电容的两端加装了功率电阻,来实现放电,以保证维护人员的人身安全。逆变电路采用电压型单相桥式逆变电路。

所述的基于DSP的太阳能光伏并网逆变器，其特征在于：所述的DSP控制模块可以有效的防孤岛效应。

所述的基于DSP的太阳能光伏并网逆变器，其特征在于：所述的用户电力管理模块是通过测量当前用户总电流确定用户当前用电量，与光伏系统发电量进行比较，来决定电力管理模块工作方式。