[发明专利]一种对称式双模光伏逆变器装置

说明书

本发明为一种对称式双模光伏逆变器装置。该装置包括控制模块、BOOST升压模块、电源切换模块、信息采集模块、蓄电池、IGBT逆变模块和储能双向DC/DC充放电模块；控制模块分别和电源切换模块、信息采集模块相连，还分别通过BOOST驱动板和BOOST升压电路相连、通过逆变IGBT驱动板和逆变IGBT电路相连；信息采集模块分别和BOOST升压模块、IGBT逆变模块相连，BOOST升压模块还和IGBT逆变模块相连；蓄电池还分别和储能双向DC/DC充放电模块、电源切换模块相连；电源切换模块、BOOST升压模块、储能双向DC/DC充放电模块分别和光伏板相连；本发明解决了光伏板发电功率低时供电能力不足，发电功率高时资源浪费的问题。

技术领域

本发明设计光伏发电逆变器，具体涉及一种并离网双模式的逆变器。

背景技术

光伏逆变器作为太阳能发电的重要组成部分，将太阳能组件产生的低压直流电能转换为适合用电器使用的电能，逆变器的优劣直接影响了太阳能发电能量利用的效率。光伏逆变器的工作模式主要包括两种，离网模式和并网模式，孤岛模式下由于三相负载的不对称会引起三相电压的不对称，从而导致用电器工作不正常；在并网模式下不会出现电压不平衡的情况。目前常用的并网逆变器大多采用三相三桥臂的拓扑结构；而离网模式下的逆变器通常是使用三相三桥臂配合△/Y变压器，这种结构由于变压器的加入使得逆变器的体积变大，功率密度变低。光伏发电组件直接输出的电压比较低，达不到逆变所需的最低电压，在逆变之前需要对电压进行升压，常见的单BOOST升压，会产生较大的输入电流波动，同时输出的电压不够稳定。光伏组件在阴雨天气的时候发电功率比较低，在离网模式下，由于天气的变化会导致光伏组件输出功率大范围波动，影响用电器正常使用，为解决上述问题，因此发明了一种具有低功率下电池补功、高功率下为储能电池充电功能的对称式双模光伏逆变器装置。

现有的光伏逆变器大多只适应并网或者离网中的一种模式，不存在双向DC/DC充放电的功能，并且升压电路为交错并联的双IGBT，避免了单BOOST升压输入电流波动大，输出电压不够稳定的不足；控制模块的供电可以在储能电池与光伏板发电之间转换，充分利用了光伏发电的效率。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术存在的不足，提供一种对称式双模光伏逆变器装置。该装置在离网条件下采用三相四桥臂，在并网条件下舍弃其中一桥，采用传统的三相三桥臂对电能进行逆变；设计出一种利用继电器对电源进行选择的电路结构；设计出两组交错并联的IGBT模块组成BUCK、BOOST电路，构成储能电池与直流母线进行双向DC/DC充放电功能电路；在控制部分通过单ARM芯片完成整个装置的所有控制功能，通过合理分配引脚资源，配置了一种基于双定时器的互差180°PWM，实现了低性能MCU的高效率控制；采用了一种加权自适应的双模过度算法，用于二维矢量控制与三维矢量控制切换。本发明实现了将光伏产生的低压直流电能转化为用电器所需的高压交流电能，并且有两种工作模式分别适用于并网和离网两种工作条件；设计出双向DC/DC充放电电路，解决了光伏板发电功率低时供电能力不足，发电功率高时资源浪费的问题。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的:

一种对称式双模光伏逆变器装置，包括控制模块、BOOST升压模块、电源切换模块、信息采集模块、蓄电池、IGBT逆变模块和储能双向DC/DC充放电模块；

其连接关系为：控制模块分别和电源切换模块、信息采集模块相连，还分别通过BOOST驱动板和BOOST升压电路相连、通过逆变IGBT驱动板和逆变IGBT电路相连；信息采集模块分别和BOOST升压模块、IGBT逆变模块相连，BOOST升压模块还和IGBT逆变模块相连；蓄电池分别和储能双向DC/DC充放电模块、电源切换模块相连；电源切换模块、BOOST升压模块、储能双向DC/DC充放电模块分别和光伏板相连；

所述的控制模块包括电源、ADC采样部分、控制信号发送部分、MCU、风扇、指示灯、通讯部分，其连接关系为：MCU分别与电源、ADC采样、DC/DC功率驱动部分、控制信号发送部分、通讯部分、散热风扇、显示部分相连接；