軟啟動(dòng)光伏逆變器及光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能領(lǐng)域，具體涉及一種軟啟動(dòng)光伏逆變器及一種光伏發(fā)電系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏發(fā)電系統(tǒng)是由光伏陣列、匯流箱、光伏逆變器、箱式變電站和升壓站五部分組 成。傳統(tǒng)的光伏逆變器是用交流斷路器把逆變器的濾波器側(cè)直接接到額定電壓的電網(wǎng)中 (直接啟動(dòng)）。圖1為現(xiàn)有的光伏逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。交流斷路器利用線圈中通過(guò)電流 時(shí)，電磁鐵內(nèi)產(chǎn)生磁通，鐵芯由于受到電場(chǎng)力的作用，實(shí)現(xiàn)主電路合閘和分閘。
[0003] 光伏逆變器直接啟動(dòng)的缺陷具體表現(xiàn)在：由于光伏逆變器啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖 擊電流，對(duì)供電的網(wǎng)側(cè)電壓產(chǎn)生較大的電壓閃變，同時(shí)由于啟動(dòng)應(yīng)力較大，對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生 沖擊，使逆變器的使用壽命降低，威脅現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員的人身安全。大型光伏電站通常要求電 氣設(shè)備使用壽命達(dá)到25年，這造成斷路器使用頻繁，斷路器通斷至少達(dá)到18000多次，在使 用過(guò)程中容易出現(xiàn)螺絲松動(dòng)、觸頭磨損等機(jī)械故障造成光伏逆變器停運(yùn)，使光伏逆變器故 障率增加，尤其在設(shè)備壽命后期更為嚴(yán)重，影響光伏電站的發(fā)電量。因此，采用斷路器啟動(dòng) 的光伏逆變器存在著啟動(dòng)電流大、對(duì)電氣設(shè)備沖擊明顯和故障率高等缺陷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種軟啟動(dòng)光伏逆變器，以解決光伏逆變器啟動(dòng)電流 大，對(duì)電氣設(shè)備沖擊明顯和故障率高的問(wèn)題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種軟啟動(dòng)光伏逆變器，所 述軟啟動(dòng)光伏逆變器包括直流斷路器、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋、濾波器以及晶閘管，其中所 述直流斷路器、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋以及濾波器依次電連接，以及所述晶閘管的輸入端與 所述濾波器的輸出端電連接。
[0006] 較佳地，所述晶閘管設(shè)置成通過(guò)控制所述晶閘管的導(dǎo)通角，使得所述軟啟動(dòng)光伏 逆變器的輸出電壓從零值逐漸增加，直到所述晶閘管全部導(dǎo)通之后，所述軟啟動(dòng)光伏逆變 器的輸出電壓達(dá)到最大值。
[0007] 較佳地，還包括交流主接觸器，所述交流主接觸器的輸入端與所述濾波器的輸出 端電連接。
[0008] 較佳地，所述交流主接觸器設(shè)置成當(dāng)所述晶閘管全部導(dǎo)通后，所述交流主接觸器 閉合，以及所述晶閘管設(shè)置成當(dāng)所述交流主接觸器閉合后所述晶閘管斷開(kāi)。
[0009] 較佳地，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括軟啟動(dòng)模塊和CPU模 塊，所述軟啟動(dòng)模塊和所述CPU模塊電連接，以及所述軟啟動(dòng)模塊包括多個(gè)繼電器，所述多 個(gè)繼電器設(shè)置成從所述CPU接收指令并根據(jù)該指令控制所述晶閘管和所述交流主接觸器 的導(dǎo)通和斷開(kāi)。
[0010] 較佳地，其特征在于，所述多個(gè)繼電器包括第一繼電器、第二繼電器和第三繼電 器，所述控制系統(tǒng)設(shè)置成：
[0011] 當(dāng)所述晶閘管的輸入端的交流電壓與所述晶閘管的輸出端將接入的電網(wǎng)電壓同 頻、同相時(shí)，所述CPU發(fā)送指令給所述第一繼電器，所述第一繼電器控制所述晶閘管開(kāi)啟， 所述晶閘管的輸出電壓逐漸增加，直到所述晶閘管全部導(dǎo)通；以及
[0012] 當(dāng)所述軟啟動(dòng)光伏逆變器在額定電壓運(yùn)行后，所述CPU分別給所述第二繼電器和 所述第三繼電器發(fā)送指令，使得所述第二繼電器控制所述晶閘管斷開(kāi)，所述第三繼電器控 制所述交流主接觸器閉合，從而完成所述軟啟動(dòng)光伏逆變器的啟動(dòng)過(guò)程。
[0013] 較佳地，在所述直流斷路器和所述穩(wěn)壓電容之間還設(shè)置有直流EMC濾波器，所述 直流EMC濾波器的輸入端與所述直流斷路器電連接，所述直流EMC濾波器的輸出端與所述 穩(wěn)壓電容電連接。
[0014] 較佳地，在所述濾波器和所述晶閘管之間還設(shè)置有交流EMC濾波器，所述交流EMC 濾波器的輸入端與所述濾波器的輸出端電連接，所述交流EMC濾波器的輸出端與所述晶閘 管的輸入端電連接。
[0015] 較佳地，所述軟啟動(dòng)光伏逆變器還包括二次電源線，所述控制系統(tǒng)經(jīng)由所述二次 電源線供電。
[0016] 較佳地，所述交流主接觸器與所述晶閘管并聯(lián)。
[0017] 較佳地，所述晶閘管為三相反并聯(lián)晶閘管。
[0018] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包 括光伏組件、匯流箱、箱式變電站以及升壓站，還包括上述的軟啟動(dòng)光伏逆變器。
[0019] 本實(shí)用新型的光伏逆變器可以降低啟動(dòng)電流，減小光伏逆變器啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖 擊，提高設(shè)備集成化程度，節(jié)省設(shè)備資本，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高了供 電質(zhì)量和設(shè)備使用壽命。同時(shí)與傳統(tǒng)光伏逆變器相比，省掉斷路器，與箱式變電站配合使 用，滿足保護(hù)的選擇特性，節(jié)省了設(shè)備的占用空間，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的集成化發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是現(xiàn)有的光伏逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖2是本實(shí)用新型的軟啟動(dòng)光伏逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖3是本實(shí)用新型的軟啟動(dòng)光伏逆變器的CPU模塊控制示意圖；
[0023] 圖4是本實(shí)用新型的軟啟動(dòng)光伏逆變器的軟啟動(dòng)模塊控制示意圖；
[0024] 圖5是本實(shí)用新型的光伏系統(tǒng)連接示意圖；以及
[0025] 圖6是本實(shí)用新型的軟啟動(dòng)光伏逆變器的晶閘管的調(diào)壓電路中對(duì)應(yīng)的相電壓圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以便更清楚理解本實(shí) 用新型的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解的是，附圖所示的實(shí)施例并不是對(duì)本實(shí)用新型范圍的限 制，而只是為了說(shuō)明本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)精神。
[0027] 術(shù)語(yǔ)說(shuō)明
[0028] 斷路器：所設(shè)計(jì)的分合裝置，能夠關(guān)合、通斷和承載正常狀態(tài)的電流；并且能在 非正常運(yùn)行狀態(tài)下，也能夠進(jìn)行關(guān)合、分?jǐn)嘁约耙欢〞r(shí)間內(nèi)的導(dǎo)通與通斷。
[0029] 光伏逆變器：光伏逆變器是通過(guò)電力電子器件（MOSFET、IGBT等）連接電阻電容， 以脈沖寬度調(diào)制的方式控制器件的通斷，把匯流箱傳輸來(lái)的直流電轉(zhuǎn)變成交流電，同時(shí)完 成光伏組件的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT)，保證智能控制及反孤島效應(yīng)等。
[0030] 晶閘管：晶閘管是由PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成的元件，有陽(yáng)極A、陰極K和控制級(jí)G三 個(gè)電極，它能在電路中實(shí)現(xiàn)交流電的無(wú)觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，而且動(dòng)作快、壽命 長(zhǎng)、可靠性好。
[0031] 圖2為本實(shí)用新型的軟啟動(dòng)光伏逆變器的電路圖。如圖2所示，本實(shí)用新型的軟 啟動(dòng)光伏逆變器包括直流斷路器10、直流EMC濾波器20、穩(wěn)壓電容30、三相逆變橋40、濾波 器50、交流EMC濾波器60、交流主接觸器70、晶閘管80以及控制系統(tǒng)90。其中，直流斷路 器10、直流EMC濾波器20、穩(wěn)壓電容30、三相逆變橋40、濾波器50和交流EMC濾波器60依 次經(jīng)由導(dǎo)線電連接，其中，交流EMC濾波器60的輸出端與交流主接觸器70的輸出端和晶