多路mppt光伏逆變主回路系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光伏逆變技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多路MPPT光伏逆變主回路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電系統(tǒng)通常由電池板陣列和功率變換(逆變器)部分組成，通常要求在逆變器與電網(wǎng)之間放置低頻變壓器用于電網(wǎng)與PV陣列電氣隔離。非隔離式逆變器由于效率高、成本低、體積小等優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到廠家的重視，但是，如果去掉變壓器將使PV陣列與電網(wǎng)有了電氣連接，共模電流會(huì)大幅增加，帶來(lái)安全隱患，并對(duì)電池板也會(huì)產(chǎn)生不良的影響。目前，運(yùn)用多MPPT (Maximum Power Point Tracking,最大功率點(diǎn)跟蹤)用于提高逆變器發(fā)電量是各個(gè)廠家研宄的熱點(diǎn)，因此，多MPPT結(jié)構(gòu)下消除流過PV陣列的共模電流也成了光伏并網(wǎng)的研宄熱點(diǎn)。文獻(xiàn)“Transformerless single-phase multilevel-based photovoltaicinverter ”針對(duì)單相橋式三電平并網(wǎng)逆變器建立共模等效模型，得出共模電壓恒定結(jié)論，從而減小共模電流，但是，該結(jié)論在三相系統(tǒng)中并不成立。文獻(xiàn)“NPC三電平并網(wǎng)逆變器共模電流抑制技術(shù)研宄”分析了三電平光伏逆變器共模特性，提出了增強(qiáng)三電平光伏逆變器共模抑制性能的補(bǔ)償措施，但是，該方法實(shí)用性差，難以用于工程實(shí)踐中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定性強(qiáng)、維護(hù)方便且能提高系統(tǒng)發(fā)電量的多路MPPT光伏逆變主回路系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種多路MPPT光伏逆變主回路系統(tǒng)，包括多個(gè)獨(dú)立的光伏逆變單元，多個(gè)光伏組件分別通過直流接觸器、EMI濾波電路連接到多個(gè)光伏逆變單元上，多個(gè)光伏逆變單元分別經(jīng)LCL濾波電路連接到三相電網(wǎng)上；每個(gè)光伏逆變單元采集各自的交流進(jìn)線電流作為系統(tǒng)保護(hù)和死時(shí)補(bǔ)償用，每個(gè)光伏逆變單元采集各自的直流電壓、直流電流作為MPPT跟蹤使用，電網(wǎng)電壓被逆變器控制回路采集使用。
[0006]而且，所述的光伏逆變單元為二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)，所述的光伏組件為二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)。
[0007]而且，在每?jī)蓚€(gè)光伏逆變單元之間連接有一個(gè)接觸器。
[0008]而且，所述LCL濾波電路的交流濾波電路電容中點(diǎn)引回至光伏逆變單元直流電容中點(diǎn)，并且各個(gè)光伏逆變單元的直流電容中點(diǎn)短接，使各組光伏逆變單元直流側(cè)中點(diǎn)電位保持一致。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0010]1、本系統(tǒng)采用多個(gè)獨(dú)立的逆變器單元，降低了各組逆變器之間的共模電壓，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；同時(shí)直流側(cè)中點(diǎn)通過短接線鉗位進(jìn)一步降低了流過PV陣列的共模電流，有利于提高電池板壽命，并且簡(jiǎn)單易行。
[0011]2、本系統(tǒng)在光伏板能量不足時(shí)自動(dòng)并聯(lián)光伏組件，增加發(fā)電時(shí)間和提高發(fā)電效率，最終提高系統(tǒng)發(fā)電量。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例電路圖(包括四個(gè)光伏逆變單元)；
[0013]圖2是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例電路圖(包括三個(gè)光伏逆變單元)；
[0014]圖3是本實(shí)用新型采用的共模原理等效圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型與逆變器控制回路關(guān)系示意圖；
[0016]圖5是逆變器控制回路的電路方框圖；
[0017]圖6是主站控制系統(tǒng)的電路方框圖；
[0018]圖7是從站控制系統(tǒng)的電路方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
[0020]一種多路MPPT光伏逆變主回路系統(tǒng)，包括多個(gè)獨(dú)立的光伏逆變單元，光伏逆變單元可以為二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)、八個(gè)等。圖1給出了包括四個(gè)光伏逆變單元的電路圖，光伏逆變主回路系統(tǒng)包括四個(gè)獨(dú)立的光伏逆變單元，四個(gè)光伏組件PV1、PV2、PV3、PV4分別通過光伏逆變單元直流接觸器、EMI濾波電路連接到四個(gè)光伏逆變單元上，四個(gè)光伏逆變單元分別經(jīng)LCL濾波電路連接到三相電網(wǎng)上。在第I光伏逆變單元和第2光伏逆變單元之間連接有第一接觸器K1，在第3光伏逆變單元和第4光伏逆變單元之間連接有第二接觸器K2。每個(gè)光伏逆變單元采集各自的交流進(jìn)線電流ilArc?i4AB。作為系統(tǒng)保護(hù)和死時(shí)補(bǔ)償用，采集各自的直流電壓Ud。、直流電流id。作為MPPT跟蹤使用，電網(wǎng)電壓u ■由逆變器控制回路采集并使用。
[0021]圖2給出了包括三個(gè)光伏逆變單元的電路圖，三路MPPT逆變系統(tǒng)與四路MPPT逆變系統(tǒng)工作原理相同。該光伏逆變主回路系統(tǒng)包括三個(gè)獨(dú)立的光伏逆變單元，三個(gè)光伏組件PVl、PV2和PV3分別通過光伏逆變單元光伏逆變單元直流接觸器、EMI濾波電路連接到三個(gè)光伏逆變單元上，三個(gè)光伏逆變單元分別經(jīng)LCL濾波電路連接到三相電網(wǎng)上。在第I光伏逆變單元和第2光伏逆變單元之間連接有第一接觸器Kl，在第2光伏逆變單元和第3光伏逆變單元之間連接有第二接觸器K2。在逆變器控制回路中，當(dāng)直流電壓ud。滿足啟動(dòng)條件后，首先閉合光伏逆變單元光伏逆變單元直流接觸器，且每次系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候接觸器K1、K2都是閉合狀態(tài)，通過接觸器K1、K2使光伏組件PV1、PV2和PV3并聯(lián)，然后使能第I光伏逆變單元并網(wǎng)發(fā)電，使光伏組件PV1、PV2和PV3合并為一組供第I光伏逆變單元工作；當(dāng)檢測(cè)到接觸器K1、K2上流過的功率大于一定值后，啟動(dòng)第2逆變單元并網(wǎng)發(fā)電；當(dāng)檢測(cè)到接觸器Κ1、Κ2上流過的功率大于更大設(shè)定值后，啟動(dòng)第3逆變單元并網(wǎng)發(fā)電。
[0022]在使用LCL濾波電路的基礎(chǔ)上，將交流濾波電路電容中點(diǎn)引回直流電容中點(diǎn)，并將各個(gè)逆變器的直流電容中點(diǎn)短接，使各組逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電位保持一致。其中直流電容中點(diǎn)短接可以用圖3所示的等效原理進(jìn)行說(shuō)明:
[0023]在圖3所示，由4組光伏逆變單元IGBT模塊產(chǎn)生的共模電壓可以等效為Ucml?Ucm4。以Ucml為例，它產(chǎn)生的共模電流路徑有2條，I條是經(jīng)過L1_>C1，I條是L1->L2_>PCC公共點(diǎn)_>大地_>Cpvl。首先，將4組光伏逆變單元的三角載波利用高速通訊同步，由于4組光伏逆變單元的鎖相電壓源自同一個(gè)電網(wǎng)電壓，所以他們的輸出電壓給定也比較接近，因此與經(jīng)過同步的三角載波比較產(chǎn)生PWM脈沖，他們的開關(guān)時(shí)刻也會(huì)相對(duì)接近，進(jìn)而產(chǎn)生的共模電壓也更接近，這樣Ucml?Ucm4之間大部分共模電壓可以相互抵消；相較三角載波異步調(diào)制方法，大幅度降低了各個(gè)光伏逆變單元之間的共模電壓。然后，各個(gè)直流電容中點(diǎn)用導(dǎo)線R短接，那么兩組逆變器直流電容中點(diǎn)電壓通過導(dǎo)線鉗位，使PV陣列之間的共模電壓幾乎為零，從而進(jìn)一步減少了 PV陣列上的共模電流。
[0024]本一種多路MPPT光伏逆變主回路系統(tǒng)與逆變器控制回路連接在一起可以構(gòu)成多路MPPT光伏逆變系統(tǒng)，該系統(tǒng)的構(gòu)成如圖4所示，逆變器主回路產(chǎn)生的電流
14^)信號(hào)、電壓(ud。，uABC)信號(hào)被采樣到逆變器控制回路中，在逆變器控制回路中經(jīng)過運(yùn)算處理，產(chǎn)生PWM脈沖給定信號(hào)以及接觸器K1、K2的開關(guān)信號(hào)，再去控制逆變器主回路。
[0025]如圖5、圖6、圖7所示，逆變器控制回路包括一個(gè)主站控制系統(tǒng)和四個(gè)從站控制系統(tǒng)(設(shè)光伏逆變單元的數(shù)量為四個(gè)，