一種光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置。所述裝置包括主接觸器、系統輔助電源、主控板、電網電壓偵測單元、中間繼電器和一個輔助逆變器；該輔助逆變器連接在光伏并網逆變器的輸入端，為系統輔助電源、交流主接觸器線圈供電。當電網電壓波動時，輔助逆變器不受電網電壓影響持續輸出穩定的交流電。當電網電壓發生短時間跌落時，主控板控制主接觸器繼續吸合，實現并網逆變器的低電壓穿越；當電網電壓跌落至一定程度時，主控板控制交流主接觸器斷開，并網逆變器脫離電網。本實用新型專利技術拋棄了傳統的UPS供電方式，避免了使用UPS帶了的一些負面問題，并可徹底解決并網逆變器夜間自耗電問題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置。
技術介紹
太陽能光伏發電是一種無污染、科技含量高且最具發展前景的可再生能源。光伏并網發電是太陽能利用的主要形式，并網逆變器將太陽能電池板發出的直流電逆變成與電網同壓、同頻、同相位的交流電，饋入電網。大型光伏電站一般并入IOKV或35KV的高壓電網。當電網發生故障導致電壓跌落時，如果光伏電站立即脫離電網，會引起供電系統的劇烈變化，導致大面積停電。當大型感性負載啟動時，電網電壓也會有暫短的波動，電網公司要求光伏電站繼續保持并網，穿越這個低電壓時間，避免引起電網故障擴大。根據CGCXChinaGeneral Certification Center)頒布的最新標準(2012年3月實施)逆變器交流側電壓跌落至20%時，要求逆變器能夠保證不間斷并網運行Is ;逆變器交流側電壓在跌落后3s內能夠恢復至標稱電壓的90%時，逆變器能夠保證不間斷并網運行。目前大型光伏并網逆變器的輔助電源和主接觸器線圈工作電壓范圍一般為100-250Vac,主要從220V市電取電。當電網電壓跌落至20%時，市電也會跌落至44V左右，如果沒有低電壓穿越裝置，輔助電源無法給控制電路正常供電，主接觸器也會因電壓過低無法保持吸合，導致并網逆變器脫離電網。因此，電網電壓跌落時，輔助電源和主接觸器的正常供電是并網逆變器低電壓穿越的前提。目前，對于大功率光伏并網逆變器的供電，國內外廠家一般直接從電網取電。優點是電網正常時，電壓比較穩定。其缺點是，電壓有大的波動時，會影響直流輸出，無法做到低電壓穿越。另外從電網取電方式，在夜間待機時也要消耗一定的電能。很多廠家為了保證通過低電壓穿越，在系統中加入一個在線式UPS，當電網電壓跌落時，UPS可持續輸出穩定的220V交流電。其優點是方便，開發周期短。缺點是UPS需要定期維護，且廢棄的鉛酸電池會嚴重污染環境，使用成本較高。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的問題，本技術提供了一種三相光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置。本技術的技術方案如下一種大功率光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置，包括交流主接觸器，串聯于主逆變器的輸出端，實現主逆變器與電網的斷開或連接；主接觸器線圈通電則接觸器吸合，逆變器接入電網；中間繼電器，受主控板控制，進而實現主接觸器線圈的通斷電控制；電網電壓偵測單元，與光伏并網點連接，輸出端連接主控板，用于實時采集電網電壓信號并將信號處理后送到主控板；主控板，電網電壓正常時，主控板發出指令，主接觸器保持吸合，主逆變器并網運行；發出PWM信號給驅動板，推動IGBT的工作；并根據電壓偵測單元采集到的電壓信號按設定控制方法發出控制指令，系統輔助電源，為主控板及并網逆變器提供工作電源；還包括輔助逆變器，所述輔助逆變器連接于并網逆變器的輸入端即太陽能光伏板電壓輸出端，輔助逆變器輸出端連接輔助電源和交流主接觸器線圈為二者提供工作電壓。優選的，所述輔助逆變器通過第一空氣開關與系統輔助電源連接。優選的，所述輔助逆變器通過第二空氣開關與主接觸器線圈連接。與現有技術相比，所述裝置采用輔助逆變器為主接觸器線圈及輔助電源供電，在電網電壓跌落時，可以有效避免主逆變器因欠壓或供電不足脫離電網。可以說本技術拋棄了傳統的UPS供電方式，避免了使用UPS帶了的一些負面問題，并可徹底解決并網逆變器夜間自耗電問題。且所述輔助逆變器的連接方式與電網完全隔離，不受電網電壓波動影響，方便獨立控制，可單獨設置開機和關機電壓。附圖說明圖I所述裝置的電路結構示意框圖；圖2所述裝置主控板控制程序流程示意圖。具體實施方式為了便于本領域技術人員的理解，以下結合附圖對本技術做進一步的詳細介紹。如圖1，本技術所述的光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置包括輔助逆變器I、主接觸器2、系統輔助電源3、主控板4、電網電壓偵測單元5和中間繼電器6。輔助逆變器I輸入端與主逆變器的三相逆變電路輸入端(即太陽能光伏陣列電壓輸出端)PV+和PV-相連，輸出端分別通過空氣開關K1、K2接輔助電源3和主接觸器2的線圈，其中Κ1、Κ2用于檢修時切斷電源。交流主接觸器2串聯于主逆變器的輸出端，實現逆變器與電網的斷開或連接。主接觸器線圈工作電壓一般為100— 250V交直流電，線圈通電時，接觸器吸合，逆變器接入電網，線圈斷電時，接觸器斷開，逆變器與電網斷開。主接觸器線圈的控制由中間接觸器6來實現。主控板控制中間接觸器6的通斷。電網電壓偵測單元5與光伏并網點Ua、Ub、U。、相連，輸出端接入主控板，其實時采集電網電壓，將信號經過處理后送到主控板的I/o 口。此時，輔助逆變器從光伏陣列取電，逆變輸出220VAC交流電，給輔助電源和主接觸器線圈供電。電網電壓正常時，主控板4發出指令，主接觸器保持吸合，主逆變器并網運行；主控板4接收電壓偵測單元5采集到的電壓信號，并與給定的參考值比較，根據比較結果發出控制指令，主控板另外一個核心功能是發出PWM信號給驅動板，推動主逆變器中的IGBT管子的工作。當交流電網發生異常，電壓跌落時，主控板可持續通過輔助電源供電，輔助電源由輔助逆變器從光伏陣列取電，逆變輸出220VAC交流電供給輔助電源，主接觸器線圈也持續由輔助逆變器直接供電。因此不會受到交流電網電壓波動的影響。是否脫離交流電網由主控板根據采集到的交流電網電壓電流情況及設定的算法進行主動控制，實現低電壓穿越或控制光伏系統與交流電網斷開。主控板采用電壓電流閉環算法，根據電壓跌落和電流變化，調整輸出電壓的幅值和相角進而調節輸出電流的大小和相位，使主逆變器在電網電壓跌落時不停機。另外，在控制算法上加入了限流功能，避免了電壓跌落時，過流保護切斷電網。主控板的控制流程如圖2所示，電網電壓正常時，主接觸器吸合，逆變后的交流電經變壓器并入電網，當電壓跌落時，輔助逆變器持續輸出220V交流電為輔助電源及主接觸器供電，主控板將接收到的電網電壓信號與給定值比較；當O. 9pu ( U電網< I. lpu，且系統無其他異常，則主接觸器繼續吸合，系統保持并網運行；當UM< O. 2pu時，主控板發出停機指令，切斷主接觸器，主逆變器斷開電網；當U4ra彡O. 2pu時，主控板發出指令，繼續保持主接觸器吸合運行Is (此時接觸器由輔助逆變器提供的220V交流電繼續維持吸合狀態)，主控板將實時采集到的電網電壓信號與參考值比較。主控板通過對上述電壓數據的檢測和處理，實現對電網電壓的實時監控。若電壓跌落發生Is后，電網電壓由O. 2pu恢復到O. 9pu (pu為標幺值)的過程中，如果U電網< (O. 35 -0. 15)pu的電壓值，則主控板發出停機指令，切斷主接觸器，主逆變器斷開電網；反之系統繼續保持運行狀態。所述裝置結合上述控制算法，完全可達到CGC/GF004:2011中關于高壓型逆變器的低電壓耐受能力的要求。應用本技術所述裝置，光伏并網系統采用電網電壓幅值作為逆變輸出的前饋量，且在發生低電壓穿越時限制了逆變輸出有功電流，因此不會因為電網低電壓造成額外的影響。另外，光伏并網系統還可根據電網公司要求在發生低電壓穿越時增大系統無功輸出，以配合電網公司緩解電壓跌落造成的影響。權利要求1.一種光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置，其特征在于包括交流主本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光伏并網逆變器的低電壓穿越裝置，其特征在于：包括：交流主接觸器，串聯于主逆變器的輸出端，實現主逆變器與電網的斷開或連接；主接觸器線圈通電則接觸器吸合，逆變器接入電網；中間繼電器，受主控板控制，進而實現主接觸器線圈的通斷電控制；電網電壓偵測單元，與光伏并網點連接，輸出端連接主控板，用于實時采集電網電壓信號并將信號處理后送到主控板；主控板，電網電壓正常時，主控板發出指令，主接觸器保持吸合，主逆變器并網運行；發出PWM信號給驅動板，推動IGBT的工作；并根據電壓偵測單元采集到的電壓信號按設定控制方法發出控制指令，系統輔助電源，為主控板及并網逆變器提供工作電源；還包括輔助逆變器，所述輔助逆變器連接于并網逆變器的輸入端即太陽能光伏板電壓輸出端，輔助逆變器輸出端連接輔助電源和交流主接觸器線圈為二者提供工作電壓。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉立強，郭志華，朱昌亞，洪光岱，
申請(專利權)人：天寶電子惠州有限公司，惠州天能源逆變技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：