[实用新型]一种基于多MOSFET管逆变器的光伏并网发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于多MOSFET管逆变器的光伏并网发电装置，属太阳能发电技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，人类对电力的需求日益增大，而能源危机和环境污染的日益加重，促进了人类对新能源发电技术的研究。光伏发电技术具有的各种优势使其成为未来发电的主导方式之一，发展前景巨大，成为近年来研究的热点。

光伏发电装置是将变化的太阳能转换相对稳定的交流电并入电网供负载使用的功率变换装置。应用在太阳能并网发电的逆变器需要实现以下功能：1.输出低失真度的正弦波形，通过过零捕获电路，与电网同步可并入电网的电能；2.在太阳能电池成本较高的情况下，合理设计系统，提高工作可靠习惯，提高效率；3.具有反孤岛运行能力，在电网发生故障时能及时保护发电装置和电网的安全。

对光伏发电硬件平台的研究是对光伏发电的研究和应用，并网型光伏型系统是光伏发电的方向，与孤立运行的太阳能光伏电站相比，具有以下优点：(1)光伏电池可以始终把其全部储能发送到电网(2)节省了蓄电池充放电过程中能量损耗(3)避免了处理废旧蓄电池带来的二次污染，实现真正的绿色能源。但是也存在不足，系统响应速度慢、系统有静差、跟踪精度低、效率低的缺陷。

目前的逆变器的采用的是IGBT结构的，但是随着功率和开关频率的升高，IGBT的价格也随直线上升，而且IGBT器件所带来的噪声也成了一大问题，故对于某种特定场合可采用多MOSFET管的逆变器，该套装置本身具有如下特点：

(1)驱动电路简单，需要的驱动功率小，噪声污染少。

(2)开关速度快，工作频率高，具有良好的热稳定性。

(3)多MOSFET管可以适用于较大电流的场合，避免单一MOSFET管电流容量小的不足，该装置功率可达到200kVA,输出电流可达到100kVA。

(4)由于MOSFET的工作频率可达到200kHz以上，所得的并网电流波形含有的低次谐波少，高次谐波为20次以上。

发明内容

本实用新型的目的是，针对现有的基于IGBT逆变器的装置存在的问题，提出一种基于多MOSFET管的逆变器装置，提高系统的开关速度和工作频率，可得到含低次谐波少的光滑的正弦波形。

本实用新型的技术方案是，一种基于多MOSFET管逆变器的光伏并网发电装置，包括光伏阵列装置、三相逆变器、输出滤波器、隔离升压变压器、MOSFET驱动及保护模块、控制模块、电压和电流检测模块。其中光伏阵列装置、三相逆变器、输出滤波器依次连接，经断路器接隔离升压变压器后并入电网；电压和电流检测模块与三相逆变器、输出滤波器并联，电压和电流检测模块与控制模块连接；控制模块与MOSFET驱动及保护模块连接；MOSFET驱动及保护模块接入三相逆变器。

所述三相逆变器是由3个独立的单相逆变器组成，每个单相逆变器由8个MOSFET管器件组成；且其中上下桥臂中都是由2个MOSFET管并联而成；该逆变器共有24个MOSFET管器件。

光伏阵列装置经过二极管D₁后，并联至模块A、B、C中，其中每个模块都有一个储能电容，后接多MOSFET管逆变器，每相中采用单相桥式可控电路，上下桥臂各有两个MOSFET管并联，这是因为MOSFET的漏电流具有负温度系数,能够起到自动均流和均温作用，每相中有8个MOSFET管，总共具有24个。通过并联可以得到较大的电流，实现大功率的电能输出。其中MOSFET的开关频率拟采用48kHz-100kHz。

本实用新型的控制方法采用对每相进行单独控制，且每相采用的是电压外环PID控制，电流内环无差拍控制。其特征在于，该方法的步骤为：

1、检测模块A、B、C电容电压，如模块A的电容电压U_dcA，检测并网电流i_a、i_b、i_c，电网电压u_a、u_b、u_c。