[发明专利]一种多组单相逆变单元并网的拓扑结构

说明书

本发明专利公开了一种应用在微电网系统中的多组单相逆变单元并网的拓扑结构，由至少一个DC/DC变换单元，一个共用的直流母线，一个非隔离逆变单元，一个传感器单元，至少一个隔离逆变单元以及至少一个控制单元组成。在微电网的实际使用中，发电的主要来源是光伏或风力等新能源，由于实际安装面积和场地的限制，传统输出功率3‑5KW的逆变单元仅有单相逆变装置，而市电为380V三相四线制且有较大的三相不平衡特征，即使使用三相逆变单元也很难实现各相发电与负载相匹配和经济运行，此外，多组单相逆变模块同时并入电网由于逆变桥臂的存在，可能造成相间短路，因此需要一个能将各组单相逆变单元互相隔离且具有控制各组逆变单元输出功率与负载匹配的一种新型装置，以达到微电网节能和经济运行最大化的工作模式。

技术领域

本发明涉及微电网系统并网发电，具体涉及到解决实际微电网中的三相不匹配问题，提升光伏或风力等新能源发电的使用效率，并且防止多组单相逆变单元并三相电网时的相间短路问题。

背景技术

目前在微电网并入三相电网的应用中，主要发电来源采用光伏或风力等新能源，由于实际安装面积和场地的限制，传统输出功率3-5KW的逆变单元仅有单相逆变装置，很难实现各相功率的匹配，如果新能源电功率小于负荷功率，则会逆潮流输送到电网，是微电网使用方较难实现节能运行。即使安装三相逆变器，由于采用传统SVPWM控制，其三相反馈电流都要求一致，因此逆变器装置的效率较低，较难实现节能最大化的使用模式。

在工程应用中，由于安装时较难准确判断各相负载，即使当时测量负载情况，准确安装单相逆变单元到某一项的连接点上，也无法保证部分负载的短期待机或工作状态的不同所造成的实际负载变动情况，实际的电网中也存在陆续增加或减少负载的情况，也会造成负载在不同相位间的变化。

多台非隔离单相逆变单元并网时，由于逆变桥臂的存在，可能由于桥臂的开通问题导致电网相间短路问题。

本专利就是应对如何使用微电网解决电网的三相不平衡特性，提升微电网使用效率，并有效防止多组逆变单元并三相电网时，由于逆变桥臂导致的相间短路问题而产生的。

发明内容

本专利通过一种专门的隔离拓扑连接方式，有效的解决了微电网并网使用时的三相不平衡性，通过识别各相的负载情况控制对应各组逆变单元的输出功率，实现光伏或风力等新能源发电的使用效率，以实现节能最大化。

本专利所采用的技术方案是，由一个传感器单元，一个DC/DC变换单元，一个共用的直流母线，一个非隔离逆变单元，至少一个隔离逆变单元以及至少一个控制单元组成的隔离拓扑结构，由控制单元接收传感器单元检测到的各相负载电流情况来控制各组逆变单元的输出功率，有效的提升微电网对负载的功率匹配能力。

本专利的隔离逆变单元，包括高频隔离逆变单元和低频隔离逆变单元两种类型，每组高频隔离逆变单元由一台高频隔离变压器单元与一台单相逆变单元组成，高频隔离变压单元一次侧接DC/DC变换单元的输出，二次侧接单相逆变单元的输入端，单相逆变单元的输出端接入电网；每组低频隔离逆变单元由一台低频隔离变压器单元与一台单相逆变单元组成，单相逆变器的输入端接DC/DC变换器的输出端，单相逆变器的输出端接低频隔离变压器单元的一次侧，二次侧接入电网。

本专利的DC/DC变换单元，隔离逆变单元，非隔离逆变单元以及控制单元均是独立的，可以根据实际三相电网的负载需求，搭配组合，本装置的控制单元至少包含一套DSP或ARM以及相关电路的处理单元，来控制各组逆变单元的工作情况，以实现输出与电网负载相匹配，在大于两套处理单元的情况下，处理单元之间、控制单元和其他单元的通信由包括但不限于CAN、RS485等数字通信方式来连接。

附图说明

下面结合附图和实施例对本进一步说明：

图1 高频隔离拓扑结构

图2 低频隔离拓扑逆变