[实用新型]光伏并网发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏发电领域，尤其涉及一种光伏并网发电装置。

背景技术

随着经济全球化的发展，传统能源在为我们带来优质生活的同时，也越来越严重地危害着我们的生存环境，越来越多的国家开始关注清洁能源的利用。传统能源将逐渐被可再生清洁能源所替代。人类对能源需求量不断增长，太阳能发电因其环保经济的特点受到各国的关注和青睐。

近几年，光伏发电发展迅猛，有着无污染，无噪音，取之不尽、用之不竭等优点，因而越来越受大家的关注。在中、小型并网电源中，光伏发电已得到广泛的应用并形成了固定产业。同时，随着光伏电池成本的降低以及电力电子技术的不断发展，光伏发电技术将得到进一步推广。

光伏发电分为并网光伏发电及离网光伏发电，并网光伏发电因其投资低、灵活性高而受到广泛关注。光伏并网发电技术通过光伏并网发电装置，对光伏电池进行电能转换同时以微网形式接入电网，已成为各国实现大规模光伏发电的重要技术基础和主要研究方向。

光伏并网发电装置除在法规和政策上需得到进一步完善以外，能否在接入电网后安全高效稳定的运行是当前迫切需要解决的重大问题，这也是光伏并网发电能否实现大规模应用的关键。同时由于光伏电池采用的是半导体硅材料制造而成，其转换效率一般为14％-17％，最高商业转换效率才至22％，提高转换效率也是当前迫切需要解决的重大问题。

实用新型发明内容

发明目的：针对以上问题，本实用新型提出一种光伏并网发电装置。

技术方案：为实现上述设计目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种光伏并网发电装置，包括光伏电池、全桥逆变电路、采样调理电路、单片机、驱动电路、滤波电路、工频变压器和负载；驱动电路的前级还设置有整形电路和光耦隔离电路。光伏电池经全桥逆变电路，将直流电逆变成交流电；交流电经滤波电路和工频变压器输出给负载供电；采样调理电路采样光伏电池和负载上的信号，输出至单片机；单片机进行运算，输出信号控制驱动电路；驱动电路用于驱动全桥逆变电路。

全桥逆变电路包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管；滤波电路包括第一电感和第一电容；工频变压器包括工频隔离变压器；负载为第一电阻。

驱动电路包括第一芯片和第二芯片；整形电路包括第三芯片和第四芯片；光耦隔离电路包括第五芯片和第六芯片；第一芯片和第二芯片为栅极驱动控制专用集成电路芯片IR21094；第三芯片和第四芯片为同相缓冲器CD4010：第五芯片和第六芯片为光耦隔离芯片TLP521。

采样调理电路包括电压采样电路、电流采样电路、频率捕获电路和信号调理电路；压采样电路包括第七芯片、第二电阻、第三电阻和第二电容，第七芯片为电压传感器VSM025A；电流采样电路包括第八芯片、第四电阻和第三电容，第八芯片为霍尔电流传感器CSM005A；频率捕获电路包括第五电阻、第六电阻、第四电容、第五二极管、第六二极管和过零比较器；信号调理电路包括第一级运算放大器和第二级运算放大器。

有益效果：本实用新型针对光伏并网发电装置进行相关研究，考虑装置效率和安全稳定性，实现装置优化设计，确保并网安全稳定运行。

附图说明

图1是光伏并网发电装置组成示意图；

图2是主电路与控制电路的电路图；

图3是采样调理电路的电路图；

图4是并网发电装置等效电路图；

图5是光伏并网发电装置结构图；

图6(a)是PI反馈控制系统扰动阶跃响应图；图6(b)是复合校正控制系统扰动阶跃响应图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

如图1所示是本实用新型所述的光伏并网发电装置组成示意图，光伏并网发电装置包括光伏电池1、全桥逆变电路2、采样调理电路3、单片机4、驱动电路5、滤波电路6、工频变压器7和负载8。

光伏电池1经全桥逆变电路2，将光伏电池直流电压逆变成高频矩阵脉冲式交流电压。相比于传统的半桥逆变电路，全桥逆变电路具有直流电压利用率高、输出谐波含量小等特点，控制方式灵活，开关管所受电压电流应力小，便于实现软开关技术。为降低功率开关管开关损耗，提高系统效率，装置采用混合单极性逆变调制技术。

滤波电路6用于滤除全桥输出中的谐波分量，输出正弦交流电。滤波电路采用低通LC滤波，考虑输出波形失真度及系统无功损耗，优化设计滤波器滤波时间常数。