[发明专利]软启动光伏逆变器及光伏发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能领域，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

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，铁心由于受到电场力的作用，实现主电路合闸和分闸。

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。

发明内容

本发明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。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种软启动光伏逆变器，包括直流断路器、稳压电容、三相逆变桥以及滤波器，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，所述软启动光伏逆变器还包括晶闸管，所述晶闸管的输入端与所述滤波器的输出端电连接；以及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。

较佳地，还包括交流主接触器，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。

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。

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：

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

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。

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。

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。

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。

较佳地，所述交流主接触器与所述晶闸管并联。

较佳地，所述晶闸管为三相反并联晶闸管。

根据本发明的另一方面，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。

本发明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

图1是现有的光伏逆变器的拓扑结构图；

图2是本发明的软启动光伏逆变器的拓扑结构图；

图3是本发明的软启动光伏逆变器的CPU模块控制示意图；

图4是本发明的软启动光伏逆变器的软启动模块控制示意图；