[发明专利]一种太阳能光伏发电三相全桥并网逆变系统

说明书

技术领域

本发明属于新能源太阳能发电技术、电力电子技术和控制技术领域，涉及一种太阳能光伏发电三相全桥并网逆变系统。

背景技术

太阳能是一种理想的可再生能源，未来最具有发展潜力的是太阳能光伏发电系统，它的开发利用是解决能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源，而且，太阳能分布式发电系统为未来家庭用电和商业供电的发展趋势，它在满足自己用电需求的同时，还能与主电网连接，可以把发出的富余电量出售给电力公司，因此，随着太阳能发电技术的发展以及光伏电池成本的下降，太阳能开发利用必将成为二十一世纪后期的重要能源之一。

太阳能分布式发电系统具有诸多优点：(1)、不必考虑负载供电的稳定性和供电质量的问题。（2）、光伏电池可以始终工作在最大功率点处，由电网来接纳太阳能所发的全部电能，提高了太阳能发电的效率。（3）、直接将电能输入电网，可以充分利用光伏阵列所发的电力，省略了作为储能环节的蓄电池，降低了因充放电带来的能量损耗，省去了蓄电池维护，降低了系统的成本。（4）、太阳能分布式发电系统可以对公用电网起到调峰作用。

在太阳能分布式发电系统中，并网逆变器的入网接入系统是实现太阳能光伏发电与主电网之间进行能量传递与转换的关键环节，其对主电网的电能质量、系统安全可靠性、系统保护等产生直接影响，并网逆变器的作用是当太阳能光伏发电系统的输出在较大范围内变化时，能始终以尽可能高的效率将太阳能电池输出的直流电转化成与主电网匹配的交流电，并送入主电网，而且，作为太阳电光伏电池和主电网系统之间进行能量变换的并网逆变器，其安全性、可靠性、逆变效率、制造成本等因素对太阳能光伏发电系统的整体投资和收益具有举足轻重的地位，因此，太阳能分布式发电系统有如下要求：（1）、实现高质量的电能转换，将太阳能光伏电池产生的直流电转换成符合要求的单相或三相正弦波交流电，其电流和电压的谐波要求满足并网条件，如国外的并网标准中明确规定并网逆变器输出波形的总谐波因数应小于5％，各次谐波含量小于3％，并且具有较好的动态特性。（2）、实现系统的安全保护要求，如输入反接保护、直流过压保护、输出过载保护、输出短路保护、交流过压和欠压保护、“孤岛”保护及装置自身保护，从而确保系统的可靠性，如根据国家标准GB/T 19939-2005、国际标准IEEE1547和IECl727，所有并网逆变器必须具有反孤岛效应的功能，孤岛发生时必须快速、准确地切除并网逆变器与主电网的电性连接。（3）、最大功率点的跟踪，最大限度地利用太阳能电池，以提高逆变器的效率。（4）、为降低太阳能发电系统的成本，能有效地普及和使用，并网逆变器需要采用比较理想的是无变压器方案，从而可以进一步提高并网逆变器的效率，使太阳能光伏发电系统的体积、重量和成本大大降低。

因此，设计一种满足上述技术要求的体积小、成本低，功耗低、效率高、安全可靠性高、使用寿命长的太阳能分布式发电系统是并网逆变器的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能光伏发电三相全桥并网逆变系统，它同时具备体积小、成本低，功耗低、效率高、安全可靠性高、使用寿命长等特点，而且，提供一种最大功率跟踪控制MPPT、无工频变压器、防止孤岛效应的太阳能光伏发电三相全桥并网逆变系统，以便使逆变过程具有更高的效率和安全性，并满足国家标准GB/T 19939-2005《太阳能光伏系统并网技术要求》。

一种太阳能光伏发电三相全桥并网逆变系统包括太阳能电池1、三相全桥并网逆变系统主回路2、本地负载31、电网32、三相全桥并网逆变控制系统4、PC并机通信接口5；三相全桥并网逆变系统主回路2分别与太阳能电池1、本地负载31、电网32、三相全桥并网逆变控制系统4连接，三相全桥并网逆变控制系统4与PC并机通信接口5连接，三相全桥并网逆变控制系统4与太阳能电池1、本地负载31、电网32无线连接，所述PC并机通信接口5是和上位PC机和其它太阳能光伏发电系统并机的通信接口；

三相全桥并网逆变系统主回路2包括输入保护开关21、直流升压电路22、三相逆变电路23、三相滤波器24、三相并网开关25、电网入网开关26，输入保护开关21的输入端接太阳能电池1的输出端，输入保护开关21、直流升压电路22、三相逆变电路23、三相滤波器24、三相并网开关25、电网入网开关26依次串联，电网入网开关26的输出端接电网32和本地负载31的输入端；本地负载31接三相并网开关25和电网入网开关26的输出端；