[发明专利]用于分布式电源并网的宽范围电压输入变换装置及方法

摘要

本发明提供一种用于分布式电源并网的宽范围电压输入变换装置及方法，涉及电力系统控制技术领域。装置包括微处理器单元、全桥高频阵列单元、复合缓冲保护单元、功率变频单元、MOSFET/IGBT驱动单元、电压检测单元、电流检测单元、无线通讯单元、LC滤波器和上位机，通过微处理器单元处理电流、电压检测单元采集到的电流电压信息，进而驱动MOSFET/IGBT驱动单元控制MOSFET和IGBT器件的通断，同时将采集到的电流电压信息传输到上位机。本发明能拓宽分布式电源并网的电压输入范围，对并网输出功率等级进行分类，避免由于环境或其它因素造成的电压波动对分布式发电系统的影响，满足不同环境下对输出并网功率的需求，并具有增强人机对话的功能。

主权项

一种用于分布式电源并网的宽范围电压输入变换装置，其特征在于：包括微处理器单元、全桥高频阵列单元、复合缓冲保护单元、功率变频单元、MOSFET/IGBT驱动单元、电压检测单元、电流检测单元、无线通讯单元、LC滤波器和上位机；所述的微处理器单元用于处理电流检测单元和电压检测单元采集到的电流和电压信息，进而驱动MOSFET/IGBT驱动单元控制MOSFET和IGBT器件的通断，同时将采集到的电流电压信息传输到上位机，PC端记录电压和电流信息，为拓宽分布式电源并网的电压输入范围和输出功率等级分类提供保障；所述微处理器单元包括主控芯片、第一缓冲芯片和第二缓冲芯片；所述MOSFET/IGBT驱动单元通过第一缓冲芯片与主控芯片连接，所述电流检测单元和电压检测单元均通过第二缓冲芯片与主控芯片连接，所述无线通讯单元直接与所述主控芯片连接；所述全桥高频阵列单元包括五个结构相同的全桥高频稳压电路，设于两根直流母线上，用于拓宽分布式电源并网的电压输入范围；所述的全桥高频阵列单元包括三个输入端和一个输出端，所述的高频阵列单元的第一输入端通过电流检测单元和电压检测单元连接作为分布式并网电源的储能变换电池，所述全桥高频阵列单元的第二输入端连接所述MOSFET/IGBT驱动单元输出端，所述全桥高频阵列单元的第三输入端连接微处理器单元的第二输出端，所述全桥高频阵列单元的输出端连接复合缓冲单元的第一输入端；所述复合缓冲保护单元包括两个结构相同的第一复合缓冲电路和第二复合缓冲电路，分别设于两根母线I和II上，用于抑制IGBT器件通断时母线上尖峰电压；所述复合缓冲保护单元包括两个输入端和两个输出端，所述复合缓冲保护单元的第一输入端连接高频阵列单元的输出端，所述复合缓冲保护单元的第二输入端连接所述MOSFET/IGBT驱动单元的输出端，所述复合缓冲保护单元的第一输出端连接电流检测单元的输入端，所述复合缓冲保护单元的第二输出端连接功率变频单元的第一输入端；所述功率变频单元用于将母线侧直流电压转变为电网侧交流电压，包括6个结构相同的子单元，各子单元的电路结构均与所述第一或第二复合缓冲电路的电路结构相同；所述MOSFET/IGBT驱动单元包括驱动芯片及外围保护电路，用于将微处理器单元输出信号进行升压处理，进而达到控制MOSFET和IGBT器件栅极所需电压；所述电压检测单元用于检测复合缓冲保护单元、高频阵列单元第一输入端和功率变频单元三路输出端的电压，包括两组电路结构相同的电压检测电路；所述电流检测单元用于检测变换装置中待检测点的电流是否超出或低于预设电流阈值范围，包括桥臂直通电流检测单元、母线电流检测单元和负载电流检测单元，所述桥臂直通故障电流检测单元的检测电路为分散过流保护电路，用于检测复合缓冲单元和功率变频单元中待检测点的桥臂直通电流是否超过预设电流值，所述母线电流检测单元和负载电流检测单元的检测保护电路均为集中过流保护电路，所述母线电流检测单元用于检测直流母线待检测点的电流是否超过预设电流阈值范围，且在两根母线上分别设有一个母线电流检测单元，所述负载电流检测单元用于检测负载连接线上待检测点的电流是否超过预设电流阈值范围；所述无线通讯单元用于将微处理单元的信号无线传输给上位机；所述LC滤波器用于滤除功率变频单元产生的谐波，包括三组LC滤波电路，所述三组LC滤波电路的输入端分别连接所述功率变频单元的三路输出端，所述三组LC滤波电路的输出端分别连接电网的三相线；所述上位机为手机和电脑PC，用于实时监测装置的电压、电流和功率信息，同时能通过发送指令控制IGBT器件的通断。