[发明专利]一种光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器，尤其涉及一种光伏并网逆变器。

背景技术

光伏并网发电系统的低电压穿越技术，是指当光伏并网点电压跌落时，光伏阵列能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。国家电网公司起草的《光伏电站接入电网技术规定(试行)》中明确对大中型光伏电站在电网故障时的LVRT能力作出了要求并制定了相关标准。

当前国内由于投入运行的光伏电站容量还比较小，光伏系统的渗透功率还较低，当电网发生故障使并网点电压跌落，光伏电站退出运行时对系统的影响还比较小，但随着光伏并网发电系统容量的逐渐扩大，渗透功率提高，低压脱网给系统造成的影响已不容小觑，所以应当重视光伏电站低电压穿越技术的研究。风力发电系统中已有类似的事故发生。2011年2月24日凌晨，甘肃酒泉地区一个风电场单条馈线故障波及该地区11个风场并引发风电机群大规模脱网事故，事故的原因为风电机群不具备低电压穿越能力、无功补偿装置的调节能力差、风电场运行管理有缺陷。可见低电压穿越技术对分布式新能源发电并入电网后对电网的影响之大。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种光伏并网逆变器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明由MPPT、控制器、PV阵列、滤波器、电网、电压电流检测模块和拓补电路结构组成，所述PV阵列通过电容与所述拓补电路结构连接，所述PV阵列的信号输出端通过所述MPPT与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器的输出端与所述拓补电路结构组成，所述拓补电路结构与所述滤波器连接，所述滤波器通过所述电网与所述电压电流检测电路的输入端连接，所述电压电流检测的输出端与所述控制器的信号输入端连接。

进一步，所述拓补电路结构由六个三极管、六个二极管、三个电感、三个电阻和三个模拟电网电源组成，所述三极管集电极与二极管的负极连接，所述三极管的发射极与所述二极管的正极连接，构成三相桥臂上的开关器件，所述电感、电阻和所述模拟电网串联。

本发明所述拓补电路结构的电压跌落期间的无功补偿方法包括以下步骤：

(1)大功率光伏逆变器通常具有无功调节能力，特别是当电网电压跌落时，需要对电网进行无功补偿，设U为光伏并网点电压(0.2≤U≤0.9pu)，逆变器输出的额定电流为i_N，有功电流和无功电流分别为i_d和i_q。根据并网准则对电压跌落与无功电流关系的要求，设光伏电站在电压跌落到90％以下时，电压每跌落1％，至少提供x％无功电流，即无功电流为：i_q≥x(0.9-U)i_N

根据网侧电流不能超过额定电流的1.1倍的规定，则有：

因此有：

又由于x＞0，0.2≤U≤0.9,因此有x≤1.571，

若i_d＝1，则x≤0.655，即i_d＝1时，最大允许提供0.655％的无功电流，若要多提供无功电流，就要减少i_d；

(2)当逆变器额定运行时，可以发出的无功电流最大为i_q＝0.46pu，若规定每1％的电压跌落提供1.5％的无功电流，在不降低i_d的情况下，最大可以允许跌落的程度为(0.9-0.46/1.5)≈0.593pu，即跌落到59.3％以下时，若要满足并网要求，就必须降低有功电流的输出i_d，跌落程度在59.3％以上时，可以不降低有功电流输出，输出电流的1.1倍裕度可以保证其满足并网要求，当电压跌落程度越大时，需要提供的无功电流就越多，则有功电流需要降低程度就越大。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种光伏并网逆变器，与现有技术相比，本发明在深入研究光伏并网逆变器的数学模型和不对称电网下光伏并网逆变器的控制策略的基础上，拟采用一种新型锁相技术和非线性控制策略来改善光伏并网逆变器的性能，在合理的无功补偿基础上，完善其低电压穿越的能力。

附图说明

图1是本发明的三相光伏并网系统结构图；

图2是本发明的三相光伏并网发电系统拓扑结构图；

图3是本发明的逆变器交流侧稳态矢量关系图；

图4是本发明的光伏组件特性曲线图；

图5是本发明的控制流程图。

具体实施方式