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1、(10)申请公布号 CN 102832842 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 2 8 4 2 A *CN102832842A* (21)申请号 201210322207.1 (22)申请日 2012.08.31 H02M 7/5387(2007.01) H02M 3/155(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (71)申请人广东明阳龙源电力电子有限公司 地址 528400 广东省中山市火炬高技术产业 开发区火炬路22号明阳工业园 (72)发明人王建军 严长辉 于虹 陈守信 苏潮 杨振宇 (74)专利代理机构中山市科创专利代理有限公 。
2、司 44211 代理人谢自安 (54) 发明名称 一种新型三相光伏并网逆变器系统 (57) 摘要 本发明公开了一种新型三相光伏并网逆变器 系统，可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立 升压后一起并网发电，对要接入的光伏阵列的兼 容性好，通过BOOST升压电路分别对对应的光伏 阵列进行升压及通过控制器对进行BOOST升压电 路的最大功率点跟踪控制，扩大了最大功率点跟 踪范围，提高了直流侧电压和逆变转化效率，通过 单独的一个逆变器就能与不同的光伏阵列组合连 接并网发电，节省成本，提高了并网侧电压，同时， 满足不同光伏阵列组合方式和不同的环境需求， 提高光能利用率和系统发电效率。 (51)Int.Cl。
3、. 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种新型三相光伏并网逆变器系统，可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压 后一起并网发电，其特征在于在每个光伏阵列直流输出端顺次连接有直流断路器（1）、直流 EMI滤波器（2），以及用于对输出直流电进行升压及最大功率跟踪的BOOST升压电路（3）， 所述所有BOOST升压电路（3）的输出端并联连接后顺次连接有用于吸收来自直流侧和逆 变器侧的纹波电流的直流支撑电容（4），用于把直流电转换成交流电的三相全桥IGBT逆变 器电路（5。
4、），用于消除交流谐波的正弦滤波器（6），用于电路保护通断控制的交流主接触器 （7），用于消除高频干扰的交流EMI滤波器（8），以及用于实现主功率电路与电网通断的交 流断路器（9），所述交流断路器（9）输出端与电网连接，所述系统结构还包括有用于实时检 测交直流侧电流电压的电流电压检测模块（12），以及通过电流电压检测模块（12）的检测 值来对BOOST升压电路（3）进行最大功率跟踪控制的控制器（15），所述控制器（15）分别与 BOOST升压电路（3）、三相全桥IGBT逆变器电路（5）控制连接。 2.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统，其特征在于所述电流电 压检测模块（12）包括。
5、用于检测直流侧电流电压的直流电压传感器和电流互感器，以及用于 检测交流侧电流电压的交流电压采集板和电流互感器。 3.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统，其特征在于所述每个光 伏阵列直流输出端与对应的直流断路器（1）输入端之间连接有直流避雷器（10），所述交流 断路器（9）输出端与电网之间连接有交流避雷器（11）。 4.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统，其特征在于所述交流主 接触器（7）两端还并接有由交流辅助接触器（71）和缓冲电阻（72）串接所组成的辅助开关 电路。 5.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统，其特征在于所述光伏阵 列、直流断路器（。
6、1）、直流EMI滤波器（2）及BOOST升压电路（3）的个数都为两个，所述两个 BOOST升压电路（3）的输出正极端相连接后与直流支撑电容（4）正极连接，负极端相连接后 与直流支撑电容（4）负极连接。 6.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统，其特征在于所述光伏阵 列、直流断路器（1）、直流EMI滤波器（2）及BOOST升压电路（3）的个数都为3个，所述3个 BOOST升压电路（3）的输出正极端相连接后与直流支撑电容（4）正极连接，负极端相连接后 与直流支撑电容（4）负极连接。 7.根据权利要求1所述的一种新型三相光伏并网逆变器系统，其特征在于所述正弦滤 波器（6）为LCL正弦滤。
7、波器。 权 利 要 求 书CN 102832842 A 1/4页 3 一种新型三相光伏并网逆变器系统 技术领域 0001 本发明涉及一种新型三相光伏并网逆变器系统。 背景技术 0002 目前，1MW三相光伏发电系统如图3所示，大都采用两台500kW光伏并网逆变器输 出直接并联，或者如图4所示的采用两台500kW光伏并网逆变器然后通过一台双分裂升压 箱变的两个低压绕组并联来实现，并网电压等级基本为270V、300V、315V这几种，其并网电 压低，系统发电效率比较低。前级的电池组件组合要求统一，不能实现多种不同组合类型的 光伏阵列一起并网。为了满足不同光伏阵列组合并网发电和提高系统发电效率，本设。
8、计人 发明出如下技术方案。 发明内容 0003 本发明克服了上述技术的不足，提供了一种新型三相光伏并网逆变器系统，其可 对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一起并网发电，兼容性好，通过BOOST升压 电路分别对对应的光伏阵列进行升压及通过控制器进行BOOST升压电路的最大功率点跟 踪控制，扩大了最大功率点跟踪范围，提高了直流侧电压和逆变转化效率，然后通过单独的 一个逆变器就能与不同的光伏阵列组合连接并网发电，节省成本，同时，满足不同的环境需 求，提高光能利用率和系统发电效率。 0004 为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案： 0005 一种新型三相光伏并网逆变器系统，可对不同的光伏阵列。
9、输出直流电进行独立升 压后一起并网发电，在每个光伏阵列直流输出端顺次连接有直流断路器1、直流EMI滤波器 2，以及用于对输出直流电进行升压及最大功率跟踪的BOOST升压电路3，所述所有BOOST升 压电路3的输出端并联连接后顺次连接有用于吸收来自直流侧和逆变器侧的纹波电流的 直流支撑电容4，用于把直流电转换成交流电的三相全桥IGBT逆变器电路5，用于消除交流 谐波的正弦滤波器6，用于电路保护通断控制的交流主接触器7，用于消除高频干扰的交流 EMI滤波器8，以及用于实现主功率电路与电网通断的交流断路器9，所述交流断路器9输出 端与电网连接，所述系统结构还包括有用于实时检测交直流侧电流电压的电流电。
10、压检测模 块12，以及通过电流电压检测模块12的检测值来对BOOST升压电路3进行最大功率跟踪控 制的控制器15，所述控制器15分别与BOOST升压电路3、三相全桥IGBT逆变器电路5控制 连接。 0006 所述电流电压检测模块12包括用于检测直流侧电流电压的直流电压传感器和电 流互感器，以及用于检测交流侧电流电压的交流电压采集板和电流互感器。 0007 所述每个光伏阵列直流输出端与对应的直流断路器1输入端之间连接有直流避 雷器10，所述交流断路器9输出端与电网之间连接有交流避雷器11。 0008 所述交流主接触器7两端还并接有由交流辅助接触器71和缓冲电阻72串接所组 成的辅助开关电路。 说。
11、 明 书CN 102832842 A 2/4页 4 0009 所述光伏阵列、直流断路器1、直流EMI滤波器2及BOOST升压电路3的个数都为 两个，所述两个BOOST升压电路3的输出正极端相连接后与直流支撑电容4正极连接，负极 端相连接后与直流支撑电容4负极连接。 0010 所述光伏阵列、直流断路器1、直流EMI滤波器2及BOOST升压电路3的个数都为 3个，所述3个BOOST升压电路3的输出正极端相连接后与直流支撑电容4正极连接，负极 端相连接后与直流支撑电容4负极连接。 0011 所述正弦滤波器6为LCL正弦滤波器。 0012 本发明的有益效果是： 0013 1、可对不同的光伏阵列输出直流。
12、电进行独立升压后一起并网发电，对要接入的光 伏阵列的兼容性好； 0014 2、通过BOOST升压电路分别对对应的光伏阵列进行升压及通过控制器对进行 BOOST升压电路的最大功率点跟踪控制，扩大了最大功率点跟踪范围，提高了直流侧电压和 逆变转化效率。 0015 3、通过单独的一个逆变器就能与不同的光伏阵列组合连接并网发电，节省成本， 提高了并网侧电压，同时，满足不同光伏阵列组合方式和不同的环境需求，提高光能利用率 和系统发电效率。 0016 4、通过增加直流避雷器和交流断路器，防止雷击，保护器件安全。 0017 5、通过辅助开关电路，减小开机启动时的电流冲击。 附图说明 0018 图1是本发明实。
13、施例1的电路结构示意图。 0019 图2是本发明实施例2的电路结构示意图。 0020 图3是现有技术中使用三相变压器的光伏并网系统结构示意图。 0021 图4是现有技术中使用三相双分裂变压器的光伏并网系统结构示意图。 具体实施方式 0022 下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述： 0023 一种新型三相光伏并网逆变器系统，可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升 压后一起并网发电，其特征在于在每个光伏阵列直流输出端顺次连接有直流断路器1、直流 EMI滤波器2，以及用于对输出直流电进行升压及最大功率跟踪的BOOST升压电路3，所述所 有BOOST升压电路3的输出端并联连接后顺次连接有用。
14、于吸收来自直流侧和逆变器侧的纹 波电流的直流支撑电容4，用于把直流电转换成交流电的三相全桥IGBT逆变器电路5，用于 消除交流谐波的正弦滤波器6，用于电路保护通断控制的交流主接触器7，用于消除高频干 扰的交流EMI滤波器8，以及用于实现主功率电路与电网通断的交流断路器9，所述交流断 路器9输出端与电网连接，所述系统结构还包括有用于实时检测交直流侧电流电压的电流 电压检测模块12，以及通过电流电压检测模块12的检测值来对BOOST升压电路3进行最大 功率跟踪控制的控制器15，所述控制器15分别与BOOST升压电路3、三相全桥IGBT逆变器 电路5控制连接，分别进行BOOST升压电路3的升压控制和。
15、三相全桥IGBT逆变器电路5的 逆变控制。 说 明 书CN 102832842 A 3/4页 5 0024 如上所述电流电压检测模块12包括用于检测直流侧电流电压的直流电压传感器 和电流互感器，以及用于检测交流侧电流电压的交流电压采集板和电流互感器，以便于控 制器15对BOOST升压电路3进行最大功率跟踪控制。 0025 如上所述的每个光伏阵列直流输出端与对应的直流断路器1输入端之间连接有 直流避雷器10，所述交流断路器9输出端与电网之间连接有交流避雷器11，防止雷击，保护 器件安全。 0026 如上所述交流主接触器7在正常状态下接通，故障情况断开，实现保护功能。 0027 本发明中所述交流主。
16、接触器7两端还并接有由交流辅助接触器71和缓冲电阻72 串接所组成的辅助开关电路，通过缓冲电阻72减小电流冲击。开机时，首先辅助开关电路 中的交流辅助接触器71闭合，交流电通过缓冲电阻72，并利用三相全桥IGBT逆变器电路5 中的续流二极管形成的三相整流桥电路对直流支撑电容4进行充电，然后再闭合主接触器 7对直流支撑电容4继续充电。 0028 实施例1，如图1所示，所述的光伏阵列为两个，输出直流电压的级别分别是500V、 700V时，每个光伏阵列分别通过直流断路器1、直流EMI滤波器2、BOOST升压电路3进行升 压、及控制器15进行BOOST升压电路3的最大功率跟踪控制，把电压升压至960V。
17、级别，然 后通过三相全桥IGBT逆变器电路5进行三相逆变并网发电，并网电压可提高到620V以上， 通过上述结构，实现了两种不同的光伏阵列的一起并网，不但扩大了最大功率点跟踪范围， 而且提高了直流侧电压和逆变转化效率。 0029 实施例2，如图2所示，所述的光伏阵列为3个，输出直流电压的级别分别是500V、 700V、900V时，每个光伏阵列分别通过直流断路器1、直流EMI滤波器2、BOOST升压电路3 进行升压、及控制器15进行BOOST升压电路3的最大功率跟踪控制，把直流侧电压升压至 960V级别，然后通过三相全桥IGBT逆变器电路5进行三相逆变并网发电，并网电压可提高 到620V以上，通过。
18、上述结构，实现了3种不同的光伏阵列的一起并网，不但扩大了最大功率 点跟踪范围，而且提高了直流侧电压和逆变转化效率。 0030 以上两实施例中所述的正弦滤波器6采用LCL正弦滤波器消除谐波得到与电网同 频的交流电。 0031 本发明及以上两实施例的具体工作原理如下：光伏阵列转化的直流电经直流配电 箱的整合后引出各组正负直流输出线，通过直流断路器1输入到直流EMI滤波器2进行低 通滤波，消除直流中高频干扰信号，并实现对直流配电端的保护，然后通过BOOST升压电路 3分别对各组输入直流电压进行升压，同时，电流电压检测模块12实时检测直流侧电压、电 流、交流侧电压、电流，通过控制器15通过功率计算，完。
19、成每个BOOST升压电路3的最大功 率跟踪，将稳定的直流电通过直流支撑电容4吸收纹波电流后送入到三相全桥IGBT逆变器 电路5，并通过控制器15完成三相全桥IGBT逆变器电路5的驱动，然后三相全桥IGBT逆 变器电路5输出的交流电经正弦滤波器6消除谐波得到与电网同频的交流电，并通过交流 EMI滤波器8消除高频干扰后并入电网。 0032 一般情况下，市场上光伏阵列的输出直流电压的级别为如上几种，如上所述的两 个实施例已经满足实际的大部分应用，若实际当中要再连接其他的光伏阵列，本领域技术 人员可以根据上述技术启示实现所需。 0033 本发明中实施例中所提的光伏阵列输出电压大小及通过BOOST升压电。
20、路3把直流 说 明 书CN 102832842 A 4/4页 6 电升压到960V的电压级别等参数，不作为对本发明保护范围的限定，其只是一种具体实施 例中的参数设定。本发明保护的是一种可对不同的光伏阵列输出直流电进行独立升压后一 起并网发电的拓扑结构，满足不同光伏阵列组合方式，兼容性好，通过采用多组BOOST升压 电路3分别对多组不同的光伏阵列进行升压，及通过控制器15对各个BOOST升压电路3进 行最大功率点跟踪控制，扩大了最大功率点跟踪范围，大大提高了直流侧电压，然后通过一 个逆变器进行逆变并网发电，节省成本，提高了并网侧电压，同时，满足不同光伏阵列组合 方式和不同的环境需求，提高光能利用率和系统发电效率。 说 明 书CN 102832842 A 1/3页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102832842 A 2/3页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102832842 A 3/3页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102832842 A 。