專利名稱：多輸入多電平光伏逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種多輸入多電平光伏逆變器。
背景技術(shù)：
能源是人類社會(huì)存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前能源緊缺、環(huán)境惡化的日趨嚴(yán)重是關(guān)乎人類生存及發(fā)展的全球性問(wèn)題?？稍偕茉磳儆诳裳h(huán)使用的清潔能源，由于其資源十分豐富，且不受地域限制，可就地利用，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景，是未來(lái)能源系統(tǒng)的希望。太陽(yáng)能是一種巨量的可再生能源，太陽(yáng)直接輻射到地球的能量十分豐富，分布廣泛，不會(huì)污染環(huán)境，清潔干凈。中國(guó)也擁有豐富的太陽(yáng)能資源，目前可開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)能是21039 億千瓦，若將的中國(guó)沙漠裝上光伏，總?cè)萘繉⑦_(dá)到13億千瓦，超過(guò)我國(guó)目前所有能源發(fā)電的裝機(jī)容量。當(dāng)今世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)十分重視，其開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)歷了幾十年，逐漸成為綠色能源領(lǐng)域的前沿技術(shù)。國(guó)際上，光伏發(fā)電無(wú)論從技術(shù)上還是從規(guī)模上已經(jīng)比較成熟，已進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作階段，并且已主要用于城市的并網(wǎng)發(fā)電。我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電起步較晚，80年代中后期初具規(guī)模，90年代以來(lái)技術(shù)在不斷成熟，無(wú)論是產(chǎn)業(yè)化方面還是應(yīng)用方面都發(fā)展很快，目前多應(yīng)用在邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)獨(dú)立式發(fā)電，例如在甘肅、西藏、新疆等地建立了以光伏發(fā)電為基礎(chǔ)的電力設(shè)施。而并網(wǎng)發(fā)電及城市應(yīng)用起步較晚，隨著國(guó)家對(duì)新能源的日益重視及一系列優(yōu)惠政策的頒布，我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電增長(zhǎng)迅速，為了使光伏電池得到最大效率的使用，光伏逆變系統(tǒng)希望能夠輸出最大功率。為了盡可能地利用太陽(yáng)能，整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率很重要，其中太陽(yáng)能光伏電池板的發(fā)電效率至關(guān)重要。由于電池板組件中各塊電池板特性不同，其最大功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓/電流也不相同，其差異隨著時(shí)間將會(huì)更加明顯。因此將多塊電池板組合后采用單路的輸入設(shè)計(jì)，顯然不能充分利用電池板的效率。此外，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率不僅與光伏電池板的發(fā)電效率相關(guān)，而且還和光伏逆變效率相關(guān)，目前光伏逆變大都采用簡(jiǎn)單的兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但兩電平結(jié)構(gòu)損耗較大，且諧波含量大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種多輸入多電平光伏逆變器，以解決目前的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率低、難以充分利用電池板的效率的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種多輸入多電平光伏逆變器，包括多路直流升壓系統(tǒng)，具有多個(gè)直流電輸入端；以及與所述多路直流升壓系統(tǒng)相連的多電平逆變系統(tǒng)，具有交流輸出端。所述多路直流升壓系統(tǒng)包括多路直流升壓主電路，每個(gè)直流升壓主電路具有一個(gè)所述的直流電輸入端；所述多電平逆變系統(tǒng)包括多電平逆變主電路，該多電平逆變主電路具有所述交流輸出端，并接收來(lái)自所述多路直流升壓主電路的輸出。[0010]所述多路直流升壓系統(tǒng)包括與所述多路直流升壓主電路相連并對(duì)該多路直流升壓主電路進(jìn)行獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制的MPPT控制器。所述多電平逆變系統(tǒng)包括對(duì)所述多電平逆變主電路進(jìn)行并網(wǎng)控制的逆變控制器， 該逆變控制器與所述MPPT控制器相連。所述多電平逆變主電路包括多個(gè)并行的電平逆變電路；與所述每個(gè)電平逆變電路相連的濾波電路；和與所述電平逆變電路并聯(lián)的電容。所述濾波電路包括低損耗的濾波電感。本實(shí)用新型的多輸入多電平逆變器是將太陽(yáng)能光伏電池輸出的直流電逆變成交流電，并輸送給電網(wǎng)的逆變器，它采用多路直流輸入，各路直流輸入通過(guò)升壓電路進(jìn)行獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，充分發(fā)揮太陽(yáng)能電池板的效率，再經(jīng)過(guò)多電平逆變器進(jìn)行高效的逆變，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電效率高，注入電網(wǎng)的諧波小，減小了對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。

圖1是本實(shí)用新型的多輸入多電平光伏逆變器的拓?fù)鋱D。圖2是圖1中多電平逆變主電路的以三電平為例的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面將結(jié)合具體實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)描述。為了提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率，在本實(shí)用新型申請(qǐng)中，我們提出了多輸入多電平光伏逆變器，基本由多路直流升壓和多電平逆變兩級(jí)構(gòu)成。如圖1所示的以三路直流輸入為例的拓?fù)鋱D，本實(shí)用新型的多輸入多電平光伏逆變器7包括多路直流升壓系統(tǒng)3 和多電平逆變系統(tǒng)6，多路直流升壓系統(tǒng)3和多電平逆變系統(tǒng)6之間通過(guò)通訊連接在一起。 其中多路直流升壓系統(tǒng)3由多路直流升壓主電路1和MPPT控制器2組成，多電平逆變系統(tǒng)6由多電平逆變主電路4和逆變控制器5組成。本實(shí)施例中，多路直流升壓主電路1含有三路直流升壓電路，其各路直流輸入與對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能光伏電池板8的各路直流輸出端相連，其直流升壓電路輸出端與多電平逆變主電路4的直流輸入端相連。多電平逆變主電路 4的交流輸出端與電網(wǎng)9相連。MPPT控制器2與多路直流升壓主電路1相連并控制多路直流升壓主電路1中的每一路進(jìn)行獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制。逆變控制器5對(duì)多電平逆變主電路1進(jìn)行并網(wǎng)控制。圖2是圖1中多電平逆變主電路的以三電平為例的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，多電平逆變主電路4包括多個(gè)并行的電平逆變電路；與所述每個(gè)電平逆變電路相連的濾波電路，如圖2中虛線框內(nèi)所示，該濾波電路采用的是低損耗的濾波電感；和與所述電平逆變電路并聯(lián)的電容，這里的電容是直流母線電容Cdc，其中點(diǎn)電壓的不平衡度控制在5%以內(nèi)。本實(shí)用新型提出的多輸入多電平逆變器，將太陽(yáng)能電池板組件分多路直流送給多輸入多電平光伏逆變器的升壓電路，各路升壓電路采用獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，充分發(fā)揮太陽(yáng)能電池板的效率，再經(jīng)過(guò)多電平逆變器進(jìn)行高效的逆變，將直流電逆變成交流電輸送給電網(wǎng)，不僅逆變效率高，而且諧波小，有利于大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)；光伏逆變器由電壓源型的可快速關(guān)斷器件組成，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。[0021]本實(shí)用新型的多輸入多電平光伏逆變器優(yōu)勢(shì)如下1)將潔凈的、可再生能源-太陽(yáng)能光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換為交流電輸送給電網(wǎng)；2)多路直流輸入，多路獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，光伏電池板利用效率高；3)多電平逆變?cè)O(shè)計(jì)，逆變效率高，諧波小，對(duì)電能質(zhì)量影響小，有利于大規(guī)模光伏發(fā)電的并網(wǎng)。
權(quán)利要求1.一種多輸入多電平光伏逆變器，其特征在于，包括多路直流升壓系統(tǒng)，具有多個(gè)直流電輸入端；以及與所述多路直流升壓系統(tǒng)相連的多電平逆變系統(tǒng)，具有交流輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的多輸入多電平光伏逆變器，其特征在于，所述多路直流升壓系統(tǒng)包括多路直流升壓主電路，每個(gè)直流升壓主電路具有一個(gè)所述的直流電輸入端；所述多電平逆變系統(tǒng)包括多電平逆變主電路，該多電平逆變主電路具有所述交流輸出端，并接收來(lái)自所述多路直流升壓主電路的輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的多輸入多電平光伏逆變器，其特征在于，所述多路直流升壓系統(tǒng)包括與所述多路直流升壓主電路相連并對(duì)該多路直流升壓主電路進(jìn)行獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制的MPPT控制器。
4.如權(quán)利要求2所述的多輸入多電平光伏逆變器，其特征在于，所述多電平逆變系統(tǒng)包括對(duì)所述多電平逆變主電路進(jìn)行并網(wǎng)控制的逆變控制器，該逆變控制器與所述MPPT控制器相連。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的多輸入多電平光伏逆變器，其特征在于，所述多電平逆變主電路包括多個(gè)并行的電平逆變電路；與所述每個(gè)電平逆變電路相連的濾波電路；和與所述電平逆變電路并聯(lián)的電容。
6.如權(quán)利要求5所述的多輸入多電平光伏逆變器，其特征在于，所述濾波電路包括低損耗的濾波電感。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多輸入多電平光伏逆變器，包括多路直流升壓系統(tǒng)，具有多個(gè)直流電輸入端；以及與所述多路直流升壓系統(tǒng)相連的多電平逆變系統(tǒng)，具有交流輸出端。本實(shí)用新型的多輸入多電平逆變器是將太陽(yáng)能光伏電池輸出的直流電逆變成交流電，并輸送給電網(wǎng)的逆變器，它采用多路直流輸入，各路直流輸入通過(guò)升壓電路進(jìn)行獨(dú)立的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，充分發(fā)揮太陽(yáng)能電池板的效率，再經(jīng)過(guò)多電平逆變器進(jìn)行高效的逆變，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電效率高，注入電網(wǎng)的諧波小，減小了對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。
文檔編號(hào)G05F1/67GK201985549SQ201120136909
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者于龍, 崔靜 申請(qǐng)人:山東魯億通電氣設(shè)備有限公司