光伏并網(wǎng)變換器、光伏供電系統(tǒng)和電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光伏并網(wǎng)變換器、光伏供電系統(tǒng)和電器。
【背景技術(shù)】
[0002]在新能源的開發(fā)研究中，交直流混合微電網(wǎng)是應(yīng)用新能源的重要環(huán)節(jié)，研究如何建設(shè)更高效穩(wěn)定的交直流混合微電網(wǎng)是新能源開發(fā)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。其中，雙向直流交流(AC/DC)變換器銜接著直流母線和交流母線，能夠進(jìn)行直流與交流之間的相互轉(zhuǎn)換，還承擔(dān)著功能切換、功率傳輸?shù)榷囗椚蝿?wù)，研究AC/DC變換器的高效運(yùn)行對于提高交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和效率有著非常重要的意義。在光伏新能源發(fā)電場合，由于光伏陣列輸出的電壓范圍較窄，需要光伏并網(wǎng)變換器對光伏陣列輸出電壓進(jìn)行升壓后再完成轉(zhuǎn)換，光伏并網(wǎng)變換器轉(zhuǎn)換的工作效率較低。
[0003]針對相關(guān)技術(shù)中光伏并網(wǎng)變換器轉(zhuǎn)換效率較低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種光伏并網(wǎng)變換器、光伏供電系統(tǒng)和電器，以解決相關(guān)技術(shù)中光伏并網(wǎng)變換器轉(zhuǎn)換效率較低的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光伏并網(wǎng)變換器。該光伏并網(wǎng)變換器包括:升壓斬波器，與光伏陣列相連接，用于對光伏陣列的輸出電壓進(jìn)行升壓變換；旁路開關(guān)，與升壓斬波器并聯(lián)，用于在光伏陣列的輸出電壓超出預(yù)設(shè)電壓閾值時旁路升壓斬波器；以及變換電路，與升壓斬波器的輸出端連接，用于對升壓斬波器輸出的電流進(jìn)行直流交流轉(zhuǎn)換。
[0006]進(jìn)一步地，該光伏并網(wǎng)變換器還包括:電壓滯環(huán)比較跟蹤器，設(shè)置在升壓斬波器和光伏陣列之間，用于穩(wěn)定升壓斬波器的輸入電壓。
[0007]進(jìn)一步地，升壓斬波器的輸入端和旁路開關(guān)的輸入端連接至第一電路節(jié)點，電壓滯環(huán)比較跟蹤器設(shè)置在第一電路節(jié)點和光伏陣列之間。
[0008]進(jìn)一步地，光伏并網(wǎng)變換器采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，該光伏并網(wǎng)變換器還包括:無差拍控制器，設(shè)置在電流內(nèi)環(huán)中。
[0009]進(jìn)一步地，升壓斬波器包括:電感，電感的第一端作為升壓斬波器的第一輸入端；二極管，二極管的第一端與電感的第二端相連接，二極管的第二端為升壓斬波器的第一輸出端；第一開關(guān)管，第一開關(guān)管的第一端與二極管的第一端相連接；第一電容，第一電容的第一端與二極管的第二端相連接，作為升壓斬波器的第二輸入端；以及第二電容，第二電容的第一端接地，并與第一電容的第二端相連接，第二電容的第二端與第一開關(guān)管的第二端相連接，作為升壓斬波器的第二輸出端。
[0010]進(jìn)一步地，旁路開關(guān)并聯(lián)在電感的第一端與二極管的第二端；
[0011]進(jìn)一步地，變換電路包括:第二開關(guān)管，第二開關(guān)管的第一端與第一電容的第一端相連接，作為變換電路的第一端；第三開關(guān)管，第三關(guān)管的第一端與第二開關(guān)管的第二端相連接，第三開關(guān)管的第二端與第二電容的第二端相連接，作為變換電路的第二端，第二開關(guān)管與第三開關(guān)管同向；第四開關(guān)管，第四開關(guān)管的第一端與第一電容的第二端相連接；以及第五開關(guān)管，第五開關(guān)管的第一端與第四開關(guān)管的第二端相連接，第五開關(guān)管的第二端與第二開關(guān)管的第二端相連接，作為變換電路的第三端，第四開關(guān)管與第五開關(guān)管反向。
[0012]進(jìn)一步地，該光伏并網(wǎng)變換器還包括:最大功率點跟蹤器，設(shè)置在升壓斬波器和光伏陣列之間，用于跟蹤光伏陣列的最大輸出功率。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光伏供電系統(tǒng)。該光伏供電系統(tǒng)包括:本發(fā)明實施例的光伏并網(wǎng)變換器；以及智能功率模塊，設(shè)置在光伏并網(wǎng)變換器與電器之間，并聯(lián)在升壓斬波器的第一輸出端與升壓斬波器的第二輸出端，用于將從光伏并網(wǎng)變換器引出的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電。
[0014]進(jìn)一步地，智能功率模塊包括:第一開關(guān)管組，包括串聯(lián)的第六開關(guān)管和第七開關(guān)管，在第六開關(guān)管和第七開關(guān)管之間引出輸出電流的第一相節(jié)點；第二開關(guān)管組，與第一開關(guān)管組并聯(lián)，包括串聯(lián)的第八開關(guān)管和第九開關(guān)管，在第八開關(guān)管和第九開關(guān)管之間引出輸出電流的第二相節(jié)點；以及第三開關(guān)管組，與第一開關(guān)管組并聯(lián)，包括串聯(lián)的第十開關(guān)管和第十一開關(guān)管，在第十開關(guān)管和第十一開關(guān)管之間引出輸出電流的第三相節(jié)點。
[0015]進(jìn)一步地，該光伏供電系統(tǒng)還包括:濾波電容，濾波電容與智能功率模塊并聯(lián)。
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電器，包括本發(fā)明提供的光伏供電系統(tǒng)。
[0017]進(jìn)一步地，該電器為空調(diào)。
[0018]本發(fā)明通過設(shè)置與光伏陣列連接的升壓斬波器對光伏陣列的輸出電壓進(jìn)行升壓變換；設(shè)置與升壓斬波器并聯(lián)的芳路開關(guān)，在光伏陣列的輸出電壓超出預(yù)設(shè)電壓閾值時芳路升壓斬波器，以及設(shè)置與升壓斬波器輸出端連接的變換電路，對升壓斬波器輸出的電流進(jìn)行直流交流轉(zhuǎn)換，解決了相關(guān)技術(shù)中光伏并網(wǎng)變換器轉(zhuǎn)換效率較低的問題。通過旁路開關(guān)可以選擇光伏并網(wǎng)變換器處于帶升壓斬波器與不帶升壓斬波器的兩種工作模式，進(jìn)而提高了光伏并網(wǎng)變換器的轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光伏并網(wǎng)變換器的示意圖；
[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的光伏并網(wǎng)變換器的無差拍控制框圖的示意圖；
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的光伏并網(wǎng)變換器的雙向控制結(jié)構(gòu)框圖的示意圖；
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光伏并網(wǎng)變換器的示意圖；
[0024]圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光伏供電系統(tǒng)的示意圖；以及
[0025]圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光伏供電系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0027]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0028]需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0029]本發(fā)明的實施例提供了一種光伏并網(wǎng)變換器。
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光伏并網(wǎng)變換器的示意圖。如圖1所示，該光伏并網(wǎng)變換器包括:升壓斬波器10，旁路開關(guān)20和變換電路30。
[0031]升壓斬波器10，與光伏陣列相連接，用于對光伏陣列的輸出電壓進(jìn)行升壓變換；旁路開關(guān)20，與升壓斬波器10并聯(lián)，用于在光伏陣列的輸出電壓超出預(yù)設(shè)電壓閾值時旁路升壓斬波器10 ;以及變換電路30，與升壓斬波器10的輸出端連接，用于對升壓斬波器10輸出的電流進(jìn)行直流交流轉(zhuǎn)換。本實施例的升壓斬波器10采用分時啟動控制，當(dāng)光伏陣列的輸出電壓較低時，旁路開關(guān)20打開，升壓斬波器10工作，升壓斬波器10對光伏陣列的輸出電壓進(jìn)行升壓變換，使直流母線的電壓穩(wěn)定在后級的變換電路30將直流電并到交流輸電網(wǎng)中所需的最低直流電壓值之上，此時，光伏并網(wǎng)變換器的工作模式為雙級模式；當(dāng)光伏陣列的輸出電壓超過變換電路30并網(wǎng)所需的最低直流電壓值一定值之后，旁路開關(guān)20閉合，將升壓斬波器10旁路，使升壓斬波器10停止工作，此時，光伏并網(wǎng)變換器工作于單級模式。通過旁路開關(guān)20根據(jù)光伏陣列的輸出電壓與預(yù)設(shè)電壓閾值的比較結(jié)果進(jìn)行開關(guān)，可以實現(xiàn)光伏并網(wǎng)變換器不同工作模式的切換，在雙級模式時，最大限度地提高光伏陣列的輸出電壓可用的工作范圍，實現(xiàn)寬電壓范圍輸入，擴(kuò)展了變換器的