[实用新型]适用于冲击性负载的离网型光伏逆变器

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏发电技术领域，具体涉及一种适用于冲击性负载的离网型光伏逆变器。在负载出现短时或者周期性较大的功率峰值时，也能保证交流侧输出稳定，从而确保用户稳定用电。

背景技术

太阳能发电初始为直流形式，经过光伏逆变器后，转换为交流电供用户使用。在纯离网的光伏发电系统中，由于没有主电网，系统只有单一的光伏能源，用户负载完全由离网型光伏逆变器供电，此时光伏逆变器的输出稳定性至关重要。

用户负载有多种样式，对于一些冲击性负载（比如电机）：其功率均值较小，但启动瞬间功率极大、平稳运行后功率会出现周期性的较大峰值。传统的离网型光伏逆变器没有储能装置，直流侧功率小于负载功率峰值时，引起直流侧电压急剧减小，出现不正常供电，导致周期性的停机甚至损坏负载。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，在离网型光伏逆变器主电路及控制系统上进行改进，提供一种可短时输出较大功率，以适用于冲击性负载的离网型光伏逆变器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种适用于冲击性负载的离网型光伏逆变器，包括依次连接的直流支撑电容、逆变桥、交流滤波电感电路、交流滤波电容电路、交流负载开关，其特征是：在所述的直流支撑电容两端并联一个直流超级电容电路；还包括依次连接的电压电流调理电路、数字信号处理器、驱动电路，电压电流调理电路的输入端与交流负载开关的输入端连接，驱动电路的输出端与逆变桥的控制端连接。

本实用新型的技术方案中所述的直流支撑电容电路由电容值大于1法拉的超级电容构成。

本实用新型在直流侧增加直流超级电容电路，使直流侧具备储能作用。同时修正控制系统，在负载功率较大时，使直流超级电容电路迅速放电提供所需功率；在负载平稳时，给直流超级电容电路充电，同时，电压电流调理电路采集到信号，送往数字信号处理器进行运算，产生控制信号，经驱动电路用于控制逆变桥，对光伏组件进行最大功率跟踪（MPPT）。

现有技术在启动重载电机时，会出现电机不能启动；在负载功率短时或者周期性较大时，会引起逆变器保护停机。为应对这种短时的负载功率较大问题，目前需额外安装大量光伏组件，不仅价格昂贵，在负载平稳不需要这部分功率时，又造成巨大浪费。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：(1)不改变离网型逆变器的主电路拓扑，仅增大直流支撑电容值；(2)采用独特的输出电压控制方法，针对电压谐波做专门控制，改善输出电压谐波。

附图说明

图1是离网型光伏发电系统图。

图2是本实用新型离网型光伏逆变器的电路图。

图3是控制算法框图。

图中：光伏组件1、逆变器2、用户负载3、直流超级电容电路4、直流支撑电容5、逆变桥6、交流滤波电感电路7、交流滤波电容电路8、交流负载开关9、用户负载10、电压电流调理电路11、数字信号处理器12、驱动电路13、内置相位14、旋转坐标变换15、FFT 16、内环基波电压调节17、内环谐波电压调节18、三维空间矢量发生器19、MPPT20、功率匹配判断21。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，光伏组件1产生直流电能，经过离网型光伏逆变器2转换为交流电，供给用户负载3使用。为便于理解，用典型负载电机代表用户负载。

如图2所示，本实用新型离网型光伏逆变器由依次连接的直流超级电容电路4、直流支撑电容5、逆变桥6、交流滤波电感电路7、交流滤波电容电路8、交流负载开关9、用户负载10、电压电流调理电路11、数字信号处理器12、驱动电路13构成。其中，直流支撑电容5、逆变桥6、交流滤波电感电路7、交流滤波电容电路8、交流负载开关9部分，与现有离网型光伏逆变器中的相同。不同是，在直流支撑电容5两端并联一个直流超级电容电路4，如果用户的负载功率短时超过直流输入功率，则由直流超级电容电路4补偿功率的缺口，从而使得交流侧电压、频率得以稳定，这样用户的负荷才能正常工作。电压电流调理电路11、数字信号处理器12、驱动电路13为常规电路。直流支撑电容电路4由电容值大于1法拉的超级电容构成。

如图3所示，设备的工作过程如下。

电压电流调理电路11采集到信号，送往数字信号处理器12进行运算，产生控制信号，经驱动电路13用于控制逆变桥6。数字信号处理器12对信号进行以下处理：