本發(fā)明屬于新能源太陽能發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能是一種理想的可再生能源，未來最具有發(fā)展?jié)摿Φ氖翘柲芄夥l(fā)電系統(tǒng)，它的開發(fā)利用是解決能源短缺、環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問題的有效途徑，是人類理想的替代能源，而且，太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)為未來家庭用電和商業(yè)供電的發(fā)展趨勢，它在滿足自己用電需求的同時(shí)，還能與主電網(wǎng)連接，可以把發(fā)出的富余電量出售給電力公司，因此，隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展以及光伏電池成本的下降，太陽能開發(fā)利用必將成為二十一世紀(jì)后期的重要能源之一。

太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)：(1)、不必考慮負(fù)載供電的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量的問題。（2）、光伏電池可以始終工作在最大功率點(diǎn)處，由電網(wǎng)來接納太陽能所發(fā)的全部電能，提高了太陽能發(fā)電的效率。（3）、直接將電能輸入電網(wǎng)，可以充分利用光伏陣列所發(fā)的電力，省略了作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的蓄電池，降低了因充放電帶來的能量損耗，省去了蓄電池維護(hù)，降低了系統(tǒng)的成本。（4）、太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)可以對(duì)公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。

在太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器的入網(wǎng)接入系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電與主電網(wǎng)之間進(jìn)行能量傳遞與轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其對(duì)主電網(wǎng)的電能質(zhì)量、系統(tǒng)安全可靠性、系統(tǒng)保護(hù)等產(chǎn)生直接影響，并網(wǎng)逆變器的作用是當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，能始終以盡可能高的效率將太陽能電池輸出的直流電轉(zhuǎn)化成與主電網(wǎng)匹配的交流電，并送入主電網(wǎng)，而且，作為太陽電光伏電池和主電網(wǎng)系統(tǒng)之間進(jìn)行能量變換的并網(wǎng)逆變器，其安全性、可靠性、逆變效率、制造成本等因素對(duì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體投資和收益具有舉足輕重的地位，因此，太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)有如下要求：（1）、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的電能轉(zhuǎn)換，將太陽能光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成符合要求的單相或三相正弦波交流電，其電流和電壓的諧波要求滿足并網(wǎng)條件，如國外的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定并網(wǎng)逆變器輸出波形的總諧波因數(shù)應(yīng)小于5％，各次諧波含量小于3％，并且具有較好的動(dòng)態(tài)特性。（2）、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全保護(hù)要求，如輸入反接保護(hù)、直流過壓保護(hù)、輸出過載保護(hù)、輸出短路保護(hù)、交流過壓和欠壓保護(hù)、“孤島”保護(hù)及裝置自身保護(hù)，從而確保系統(tǒng)的可靠性，如根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t19939-2005、國際標(biāo)準(zhǔn)ieee1547和iecl727，所有并網(wǎng)逆變器必須具有反孤島效應(yīng)的功能，孤島發(fā)生時(shí)必須快速、準(zhǔn)確地切除并網(wǎng)逆變器與主電網(wǎng)的電性連接。（3）、最大功率點(diǎn)的跟蹤，最大限度地利用太陽能電池，以提高逆變器的效率。（4）、為降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本，能有效地普及和使用，并網(wǎng)逆變器需要采用比較理想的是無變壓器方案，從而可以進(jìn)一步提高并網(wǎng)逆變器的效率，使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的體積、重量和成本大大降低。

因此，設(shè)計(jì)一種滿足上述技術(shù)要求的體積小、成本低，功耗低、效率高、安全可靠性高、使用壽命長的太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)是并網(wǎng)逆變器的發(fā)展趨勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，它同時(shí)具備體積小、成本低，功耗低、效率高、安全可靠性高、使用壽命長等特點(diǎn)，而且，提供一種最大功率跟蹤控制mppt、無工頻變壓器、防止孤島效應(yīng)的太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，以便使逆變過程具有更高的效率和安全性，并滿足國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t19939-2005《太陽能光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》。

一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)包括太陽能電池1、三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32、三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4、pc并機(jī)通信接口5；三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2分別與太陽能電池1、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32、三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4連接，三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4與pc并機(jī)通信接口5連接，三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4與太陽能電池1、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32無線連接，所述pc并機(jī)通信接口5是和上位pc機(jī)和其它太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)并機(jī)的通信接口；

三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2包括輸入保護(hù)開關(guān)21、直流升壓電路22、三相逆變電路23、三相濾波器24、三相并網(wǎng)開關(guān)25、電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，輸入保護(hù)開關(guān)21的輸入端接太陽能電池1的輸出端，輸入保護(hù)開關(guān)21、直流升壓電路22、三相逆變電路23、三相濾波器24、三相并網(wǎng)開關(guān)25、電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26依次串聯(lián)，電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的輸出端接電網(wǎng)32和本地負(fù)載31的輸入端；本地負(fù)載31接三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的輸出端；

三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4包括觸摸面板控制器401、三相并網(wǎng)逆變控制器402、觸摸屏403、采樣電路404、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405、升壓驅(qū)動(dòng)電路406、逆變驅(qū)動(dòng)電路407、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408、電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路和逆變414；

所述觸摸面板控制器401分別接在三相并網(wǎng)逆變控制器402、觸摸屏403和pc并機(jī)通信接口5的一輸出端，觸摸面板控制器401輸出端分別接開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405和升壓驅(qū)動(dòng)電路406的一輸入端；

所述采樣電路404的輸出端分別接觸摸面板控制器401和三相并網(wǎng)逆變控制器402的一輸入端；

所述三相并網(wǎng)逆變控制器402輸出端接逆變驅(qū)動(dòng)電路407的一輸入端；

所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的第一輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的輸入保護(hù)開關(guān)21，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的第二輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的三相并網(wǎng)開關(guān)25，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的第三輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26；

所述升壓驅(qū)動(dòng)電路406的輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的直流升壓電路22的一輸入端；

所述逆變驅(qū)動(dòng)電路407的輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的三相逆變電路23的一輸入端；

所述采樣電路404的輸入端分別接三相電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的輸出端、電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變。

所述輸入保護(hù)開關(guān)21包括第一可控硅scr1和第二可控硅scr2；所述直流升壓電路22包括第一電感l(wèi)1、第二電感l(wèi)2、第一二極管d1、第二二極管d2、第一igbt功率管q1、第二igbt功率管q2、第一電解電容c1和第二電解電容c2；所述三相逆變電路23包括第一功率管q3、第二功率管q4、第三功率管q5、第四功率管q6、第五功率管q7和第六功率管q8；所述三相濾波器24包括第一電感l(wèi)3、第二電感l(wèi)4、第三電感l(wèi)5、第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5；所述三相并網(wǎng)開關(guān)25包括第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第一雙向可控硅scr5；所述電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26包括第一雙向可控硅scr6、第二雙向可控硅scr7和第三雙向可控硅scr8。

所述輸入保護(hù)開關(guān)21的第一可控硅scr1和第二可控硅scr2的陽極分別連接太陽能電池1的正極和負(fù)極，第一可控硅scr1和第二可控硅scr2的陰極分別連接直流升壓電路22的第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2的一端，第一可控硅scr1和第二可控硅scr2的門極連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的一輸出端。

所述直流升壓電路22的第一電感l(wèi)1及第二電感l(wèi)2的一端分別連接輸入保護(hù)開關(guān)21的兩個(gè)輸出端；所述第一二極管d1的陽極端連接第一電感l(wèi)1的另一端，所述第二二極管d2的陰極端連接第二電感l(wèi)2的另一端；所述第一igbt功率管q1的集電極連按第一二極管d1的陽極端，第一igbt功率管q1的發(fā)射極連接第二igbt功率管q2的集電極并組成n零線端，第二igbt功率管q2的發(fā)射極連接第二二極管d2的陰極端，第一igbt功率管q1和第二igbt功率管q2的柵極端連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的升壓驅(qū)動(dòng)電路406，所述第一電解電容c1的正極端連接第一二極管d1的陰極端，第一電解電容c1的負(fù)極端連接第二電解電容c2的正極端，并連接n零線端，第二電解電容c2的負(fù)極端連接第二二極管d2的陽極端，第一電解電容c1的正極端輸出正的bus直流電壓，第二電解電容c2的負(fù)極端輸出負(fù)的bus直流電壓。

所述直流升壓電路22的第一功率管q1、三相逆變電路23第三功率管q5和三相逆變電路23第五功率管q7的集電極端統(tǒng)一連接后連接直流升壓電路22的第一二極管d1的陰極端和第一電解電容c1的正極端，所述第二功率管q4、第四功率管q6和第六功率管q8的發(fā)射極端統(tǒng)一連接后連接直流升壓電路22的第二二極管d2的陰極端和第二電解電容c2的負(fù)極端；所述第一功率管q3的發(fā)射極端連接第二功率管q4的集電極端，并連接三相濾波器24的第一電感l(wèi)3的一端；所述第三功率管q5的發(fā)射極端連接第四功率管q6的集電極端，并連接三相濾波器24的第二電感l(wèi)4的一端；所述第五功率管q7的發(fā)射極端連接第六功率管q8的集電極端，并連接三相濾波器24的第三電感l(wèi)5的一端；所述第一功率管q3、第二功率管q4、第三功率管q5、第四功率管q6、第五功率管q7和第六功率管q8的所有柵極端連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的逆變驅(qū)動(dòng)電路407的輸出端。

所述三相濾波器24的第一電感l(wèi)3、第二電感l(wèi)4和第三電感l(wèi)5的另一端分別連接第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5的一端后，并連接三相并網(wǎng)開關(guān)25的三個(gè)輸入端，所述第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5的另一端連接電網(wǎng)32和本地負(fù)載31的一個(gè)公共n零線端。

所述三相并網(wǎng)開關(guān)25的第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第三雙向可控硅scr5的一端分別連接三相濾波器24的第一電感l(wèi)1、第二電感l(wèi)2、第三電感l(wèi)3的一輸出端，其另一端連接本地負(fù)載31和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的三相輸入端；所述第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第三雙向可控硅scr5的門極連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的另一輸出端。

所述電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的第一雙向可控硅scr6、第二雙向可控硅scr7和第三雙向可控硅scr8的一端分別連接本地負(fù)載31的三相輸入端和三相并網(wǎng)開關(guān)25的三相輸出端，其另一端連接電網(wǎng)32的三相輸入端；所述第一雙向可控硅scr7、第二雙向可控硅scr8和第三雙向可控硅scr8的門極連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的另一輸出端。

所述觸摸面板控制器401和三相并網(wǎng)逆變控制器402包括先進(jìn)的數(shù)字處理dsp（tms320lf24x）芯片，所述升壓驅(qū)動(dòng)電路405、逆變驅(qū)動(dòng)電路406和開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路404包括可編程邏輯cpld芯片，所述觸摸面板控制器401的一輸入輸出端通過pc并機(jī)通信接口5連接上位機(jī)pc或其它并聯(lián)運(yùn)行的三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)調(diào)控制，所述觸摸面板控制器401根據(jù)該太陽能電池1的電壓和電流監(jiān)測其最大輸出功率，并據(jù)此調(diào)整直流升壓電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，實(shí)施最大功率跟蹤控制（mppt）；所述三相并網(wǎng)逆變控制器402實(shí)施并網(wǎng)和孤網(wǎng)兩種運(yùn)行模式控制及其平滑切換，并根據(jù)直流升壓電路22的正負(fù)直流電壓、三相逆變電路、電網(wǎng)和本地負(fù)載的三相電流、電壓、頻率、相位、功率等參數(shù)，確定輸出至三相逆變電路的高頻正弦波空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)。

所述三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2中，輸入保護(hù)開關(guān)21通過單相可控硅連接太陽能電池1，根據(jù)三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的觸摸面板控制器401和開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405輸出一控制信號(hào)閉合或斷開太陽能電池1與該三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2中輸入保護(hù)開關(guān)21之間的電性連接，用于由于太陽能電池1漏電、電池正極（rec+）和負(fù)極（rec-）反向連接、輸出低電壓或高電壓、以及三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)4出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

上述太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制方法，具體步驟如下：

步驟一：觸摸面板控制器401得到采樣電路404通過電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408，分別采集得到的太陽能電池1的電壓與電流及其極性、直流升壓電路22的正負(fù)電壓、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載的電壓、電流、相位和頻率，觸摸面板控制器401接收到采樣電路404的采樣信息后通過其內(nèi)部的數(shù)字處理dsp-tms320lf24x芯片、gpld芯片處理得到三相逆變電路23、電網(wǎng)32和本地負(fù)載31的有功功率p、pl、△p和無功功率q、ql、△q；

步驟二：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411采樣得到的太陽能電池板1的電壓、電流和直流升壓電路22的電壓情況，判斷該太陽能電池1對(duì)地極性信號(hào)是否正常，太陽能電池1的電壓與電流是否正常，以及直流升壓電路22的電壓是否過壓，如果所有參數(shù)正常，則觸摸面板控制器401輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405接通輸入保護(hù)開關(guān)21，繼續(xù)進(jìn)入步驟三；如果其中有參數(shù)不正常，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開輸入保護(hù)開關(guān)21、三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，停止輸出經(jīng)升壓驅(qū)動(dòng)電路406的pwm控制信號(hào)，并通知三相并網(wǎng)逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的正弦波空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm信號(hào)，返回到步驟一；

步驟三：觸摸面板控制器401輸出控制信號(hào)接通輸入保護(hù)開關(guān)21后，太陽能電池1的直流電壓接入三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2中，觸摸面板控制器401輸出經(jīng)升壓驅(qū)動(dòng)電路406的pwm控制信號(hào)給直流升壓電路22，即直流升壓控制，促使太陽能電池1的直流電壓升壓至正負(fù)直流電壓即±bus電壓，繼續(xù)進(jìn)入步驟四，其中，直流升壓電路22實(shí)施最大功率跟蹤控制（mppt）；

步驟四：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過升壓電壓檢測電路411采樣得到的直流升壓電路22的信息，判斷直流升壓電路22的正負(fù)直流電壓（±bus電壓）是否在正常范圍內(nèi)，如果在正常范圍內(nèi)，則觸摸面板控制器401通知三相并網(wǎng)逆變控制器402輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，即三相逆變電路23控制，促使正負(fù)直流電壓逆變成三相交流電壓，且三相逆變電路23輸出電壓和電流的頻率、相位和幅值與電網(wǎng)32的三相交流電的同頻、同相和等幅（電壓幅值可以有一定偏差，如±3%），繼續(xù)進(jìn)入步驟五；如果不在正常范圍內(nèi)，則觸摸面板控制器401輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開輸入保護(hù)開關(guān)21、三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，停止輸出經(jīng)升壓驅(qū)動(dòng)電路406的pwm控制信號(hào)，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一；

步驟五：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷三相逆變電路23輸出的電壓和電流的相位、頻率等參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，如果在正常范圍內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)入步驟六；如果不在正常范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一；

步驟六：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷電網(wǎng)32的電壓、電流、相位和頻率等參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，如果在正常范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405接通電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)使三相逆變電路23工作于pq控制模式，繼續(xù)進(jìn)入步驟七；如果不在正常范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)使三相逆變電路23工作于v/f控制模式，然后接通三相并網(wǎng)開關(guān)25，三相逆變電路23以孤網(wǎng)運(yùn)行模式為本地負(fù)載31提供電能，進(jìn)入步驟八；

步驟七：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷三相逆變電路23輸出的電壓和電流的相位、頻率等參數(shù)和電網(wǎng)32輸入的電壓和電流的相位、頻率等參數(shù)是否在并網(wǎng)要求范圍內(nèi)，如果達(dá)到并網(wǎng)要求，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405接通三相并網(wǎng)開關(guān)25，三相逆變電路23以并網(wǎng)模式運(yùn)行，和電網(wǎng)32一起，為本地負(fù)載31提供電能，即實(shí)現(xiàn)p+△p=pl和q+△q=ql，然后返回到步驟一；如果達(dá)不到并網(wǎng)要求，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一；

步驟八：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷本地負(fù)載31的視在功率是否小于等于三相逆變電路23輸出的視在功率，如果小于等于，則返回到步驟一；如果大于，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其有益效果如下：第一，本發(fā)明采用三相全橋逆變電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其正弦波空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制技術(shù)，能夠使三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的體積變小、重量減輕、成本降低，具備并網(wǎng)逆變標(biāo)準(zhǔn)的所有要求，并符合并網(wǎng)逆變的國家標(biāo)準(zhǔn)，如軟啟動(dòng)、電壓不平衡度、電流諧波、直流電流注入、防反接、反閃爍、完善的各類保護(hù)和遠(yuǎn)程通信等，其產(chǎn)生的純正弦波容易調(diào)整，不會(huì)給三相電網(wǎng)造成高頻諧波的危害。

第二，本發(fā)明采用雙boost升壓電路和最大功率點(diǎn)跟蹤方法，由觸摸面板控制器改變直流升壓電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，同時(shí)監(jiān)控升壓電路的輸出電壓，這種獲得最大功率點(diǎn)的方法只需要跟蹤太陽能電池的電壓，省去了復(fù)雜的計(jì)算和比較。

第三、本發(fā)明采用電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)技術(shù)，避免了分布式發(fā)電系統(tǒng)孤島效應(yīng)時(shí)，所有電源斷開的線路帶電問題，防止給相關(guān)人員（如電網(wǎng)維修人員和用戶）帶來電擊的危險(xiǎn)。

第四，本發(fā)明采用智能監(jiān)測與控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)與孤網(wǎng)兩種運(yùn)行模式的快速無縫切換和平滑控制，且并網(wǎng)和孤網(wǎng)轉(zhuǎn)換時(shí)系統(tǒng)不斷電，無需專門考慮分布式發(fā)電系統(tǒng)存在的孤島效應(yīng)。

第五，整個(gè)系統(tǒng)體積小、成本低，功耗低、效率高、安全可靠性高、使用壽命長和設(shè)計(jì)余量大等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的主回路電路圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1逆變電路中功率管q3、q4、q5、q6、q7和q8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和正弦波輸出波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

一種太陽能光伏發(fā)電三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)，如圖1所示，包括太陽能電池1、三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32、三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4、pc并機(jī)通信接口5；三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2分別與太陽能電池1、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32、三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4連接，三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4與pc并機(jī)通信接口5連接，三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4與太陽能電池1、本地負(fù)載31、電網(wǎng)32無線連接，pc并機(jī)通信接口5是和上位pc機(jī)和其它太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)并機(jī)的通信接口；

三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2包括輸入保護(hù)開關(guān)21、直流升壓電路22、三相逆變電路23、三相濾波器24、三相并網(wǎng)開關(guān)25、電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，輸入保護(hù)開關(guān)21的輸入端接太陽能電池1的輸出端，輸入保護(hù)開關(guān)21、直流升壓電路22、三相逆變電路23、三相濾波器24、三相并網(wǎng)開關(guān)25、電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26依次串聯(lián)，電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的輸出端接電網(wǎng)32和本地負(fù)載31的輸入端；本地負(fù)載31接三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的輸出端；

三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4包括觸摸面板控制器401、三相并網(wǎng)逆變控制器402、觸摸屏403、采樣電路404、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405、升壓驅(qū)動(dòng)電路406、逆變驅(qū)動(dòng)電路407、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408、電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路和逆變414；

觸摸面板控制器401分別接在三相并網(wǎng)逆變控制器402、觸摸屏403和pc并機(jī)通信接口5的一輸出端，觸摸面板控制器401輸出端分別接開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405和升壓驅(qū)動(dòng)電路406的一輸入端；

采樣電路404的輸出端分別接觸摸面板控制器401和三相并網(wǎng)逆變控制器402的一輸入端；

三相并網(wǎng)逆變控制器402輸出端接逆變驅(qū)動(dòng)電路407的一輸入端；

開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的第一輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的輸入保護(hù)開關(guān)21，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的第二輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的三相并網(wǎng)開關(guān)25，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的第三輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26；

升壓驅(qū)動(dòng)電路406的輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的直流升壓電路22的一輸入端；

逆變驅(qū)動(dòng)電路407的輸出端接三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的三相逆變電路23的一輸入端；

采樣電路404的輸入端分別接三相電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的輸出端、電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變。

如圖2所示，輸入保護(hù)開關(guān)21包括第一可控硅scr1和第二可控硅scr2；所述直流升壓電路22包括第一電感l(wèi)1、第二電感l(wèi)2、第一二極管d1、第二二極管d2、第一igbt功率管q1、第二igbt功率管q2、第一電解電容c1和第二電解電容c2；所述三相逆變電路23包括第一功率管q3、第二功率管q4、第三功率管q5、第四功率管q6、第五功率管q7和第六功率管q8；所述三相濾波器24包括第一電感l(wèi)3、第二電感l(wèi)4、第三電感l(wèi)5、第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5；所述三相并網(wǎng)開關(guān)25包括第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第一雙向可控硅scr5；所述電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26包括第一雙向可控硅scr6、第二雙向可控硅scr7和第三雙向可控硅scr8。

如圖2、3所示，輸入保護(hù)開關(guān)21包括第一可控硅scr1和第二可控硅scr2，并根據(jù)三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)設(shè)計(jì)的容量大小選擇可控硅的性能參數(shù)；其中所述的第一可控硅scr1和第二可控硅scr2的陽極分別連接太陽能電池1的正極和負(fù)極，所述的第一可控硅scr1和第二可控硅scr2的陰極分別連接直流升壓電路22的第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2的一端，所述的第一可控硅scr1和第二可控硅scr2的門極連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的一輸出端。

輸入保護(hù)開關(guān)21的工作原理為：當(dāng)太陽能電池1漏電、電池正負(fù)極性反接、過壓和欠壓（本實(shí)施例的太陽能電池1的正常輸出電壓vdc為200v-272v）、以及三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2中各電路出現(xiàn)故障時(shí)，則觸摸面板控制器401輸出控制信號(hào)到兩個(gè)可控硅scr1和scr2的門極，從而斷開太陽能電池1和三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2的電氣連接，實(shí)施太陽能電池1和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的保護(hù)作用。

如圖2、3所示，直流升壓電路包括第一電感l(wèi)1、第二電感l(wèi)2、第一二極管d1、第二二極管d2、第一igbt功率管q1、第二igbt功率管q2、第一電解電容c1和第二電解電容c2；其中所述第一電感l(wèi)1及第二電感l(wèi)2的一端分別連接輸入保護(hù)開關(guān)21的兩個(gè)輸出端；所述第一二極管d1的陽極端連接第一電感l(wèi)1的另一端,所述第二二極管d2的陰極端連接第二電感l(wèi)2的另一端；所述第一igbt功率管q1的集電極連按第一二極管d1的陽極端，第一igbt功率管q1的發(fā)射極連接第二igbt功率管q2的集電極并組成n零線端，第二igbt功率管q2的發(fā)射極連接第二二極管d2的陰極端，第一igbt功率管q1和第二igbt功率管q2的柵極端連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的升壓驅(qū)動(dòng)電路406，所述第一電解電容c1的正極端連接第一二極管d1的陰極端，第一電解電容c1的負(fù)極端連接第二電解電容c2的正極端，并連接n零線端，第二電解電容c2的負(fù)極端連接第二二極管d2的陽極端，第一電解電容c1的正極端輸出正的bus直流電壓，第二電解電容c2的負(fù)極端輸出負(fù)的bus直流電壓；所述觸摸面板控制器401施加頻率固定而占空比增大和減小的脈沖開關(guān)pwm信號(hào)至第一igbt功率管q1和第二igbt功率管q2，通過該功率管q1和q2的導(dǎo)通和截止的開關(guān)切換來將耦合到第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2的一輸入端的太陽能電池1的輸出電壓vdc（本實(shí)施例為200v-272v）轉(zhuǎn)換為從第一二極管d1的陰極端輸出和第二二極管d2的陽極端輸出的±bus直流電壓（本實(shí)施例為±400vdc）。

直流升壓電路22的工作原理為：當(dāng)?shù)谝还β使躴1和第二功率管q2導(dǎo)通時(shí)，第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2的電流增加，儲(chǔ)蓄能量，此時(shí)，第一電解電容c1和第二電解電容c2通過放電形式向三相逆變電路23提供能量；當(dāng)?shù)谝还β使躴1和第二功率管q2關(guān)斷時(shí)，第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2的電流從第一二極管d1和第二二極管d2向后端輸出，電流減小，一方面，向三相逆變電路23提供能量，另一方面向第一電解電容c1和第二電解電容c2充電。這樣，通過第一功率管q1和第二功率管q2不停的導(dǎo)通和關(guān)斷，就會(huì)使直流升壓電路22產(chǎn)生正負(fù)直流輸出電壓（±bus電壓），因此，直流升壓電路22能夠?qū)⑻柲茈姵?輸出的200v-272v轉(zhuǎn)換輸出±400vdc的±bus直流電壓。

本發(fā)明的最大功率跟蹤控制算法采用簡單有效的擾動(dòng)觀察法，其編制的程序容易在三相并網(wǎng)逆變控制器4中實(shí)現(xiàn)。其工作原理為：通過對(duì)太陽能電池1輸出電壓的擾動(dòng)來改變電池的輸出功率，從而以輸出功率的變化來判斷電壓擾動(dòng)方向的正確與否，并將boost電路當(dāng)作一個(gè)可變負(fù)載，通過調(diào)節(jié)boost電路的第一功率管q1和第二功率管q2開關(guān)時(shí)間的占空比d可使太陽能電池1工作于不同的工作點(diǎn)。具體的調(diào)節(jié)方法為：第一步，觸摸面板控制器401實(shí)時(shí)采集太陽能電池1的電壓u(k)和電流i(k)，并計(jì)算其輸出功率p(k)=u(k)i(k)，然后和上次的電壓u(k-1)和功率p(k-1)進(jìn)行比較，求出電壓差值△u(k)=u(k)-u(k-1)和功率差值△p(k)=p(k)-p(k-1)，以及兩個(gè)差值的乘積△pu(k)=△u(k)△p(k)；第二步，觸摸面板控制器401判斷△pu(k)，如△pu(k)>0，則給定期望電壓值為uref=u(k)+ustep；如△pu(k)<0，則給定期望電壓值為uref=u(k)-ustep，式中，ustep為給定的電壓步進(jìn)值；第三步，觸摸面板控制器401根據(jù)給定期望電壓值uref與太陽能電池1的采樣電壓u(k)的進(jìn)行差值運(yùn)算為e(k)=uref-u(k)，通過比例積分（pi）控制算法計(jì)算出控制信號(hào)的占空比d，當(dāng)給定期望電壓值降低時(shí)，計(jì)算達(dá)到的占空比d就會(huì)增加，使boost電路開關(guān)閉合時(shí)間變長，從而第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2的電流就會(huì)增加，根據(jù)太陽能電池的工作特性，電流變大，電壓就會(huì)降低，輸出的功率就會(huì)向最大功率點(diǎn)靠近；當(dāng)給定期望電壓值升高時(shí)，計(jì)算達(dá)到的占空比d就會(huì)減小，使boost電路開關(guān)閉合時(shí)間減小，從而第一電感l(wèi)1和第二電感l(wèi)2的電流就會(huì)減小，根據(jù)太陽能電池的工作特性，電流變小，電壓就會(huì)增加，輸出的功率就會(huì)向最大功率點(diǎn)靠近，從而達(dá)到調(diào)節(jié)太陽能電池1輸出功率的目的。當(dāng)功率跟蹤到最大功率點(diǎn)時(shí)，給定期望電壓值與實(shí)際電壓值相等，輸出功率的調(diào)節(jié)度很小，控制信號(hào)的占空比d保持穩(wěn)定。

如圖2、3所示，三相逆變電路23包括第一功率管q3、第二功率管q4、第三功率管q5、第四功率管q6、第五功率管q7和第六功率管q8；其中所述第一功率管q1、第三功率管q5和第五功率管q7的集電極端統(tǒng)一連接后連接直流升壓電路22的第一二極管d1的陰極端和第一電解電容c1的正極端，所述第二功率管q4、第四功率管q6和第六功率管q8的發(fā)射極端統(tǒng)一連接后連接直流升壓電路22的第二二極管d2的陰極端和第二電解電容c2的負(fù)極端；所述第一功率管q3的發(fā)射極端連接第二功率管q4的集電極端，并連接三相濾波器24的第一電感l(wèi)3的一端；所述第三功率管q5的發(fā)射極端連接第四功率管q6的集電極端，并連接三相濾波器24的第二電感l(wèi)4的一端；所述第五功率管q7的發(fā)射極端連接第六功率管q8的集電極端，并連接三相濾波器24的第三電感l(wèi)5的一端；所述第一功率管q3、第二功率管q4、第三功率管q5、第四功率管q6、第五功率管q7和第六功率管q8的所有柵極端連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的逆變驅(qū)動(dòng)電路407的輸出端。

三相逆變電路23的工作原理為：如圖3所示，第一功率管q3、第二功率管q4、第三功率管q5、第四功率管q6、第五功率管q7和第六功率管q8的正弦波脈沖驅(qū)動(dòng)波形中，高電平表示該六個(gè)功率管導(dǎo)通，低電平表示該六個(gè)功率管截止，其中第一功率管q3和第二功率管q4，第三功率管q5和第四功率管q6，第五功率管q7和第六功率管q8組成三個(gè)橋臂。首先，各橋臂上下功率管是交替導(dǎo)通；其次，在一個(gè)正弦周期內(nèi)，各橋臂上下功率管導(dǎo)通180°；第三，各橋臂開始導(dǎo)通的相位差為120°，且任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。如圖3所示，當(dāng)?shù)谝还β使躴3、第三功率管q5、第五功率管q7截止期間，則第二功率管q4、第四功率管q6、第六功率管q8以固定頻率但占空比不同進(jìn)行導(dǎo)通和截止；當(dāng)?shù)诙β使躴4、第四功率管q6、第六功率管q8截止期間，則第一功率管q3、第三功率管q5、第五功率管q7以固定頻率但占空比不同進(jìn)行導(dǎo)通和截止。這樣的導(dǎo)通和截止方式使得第一功率管q3、第二功率管q4和三相濾波器24中的第一電感l(wèi)3的連接點(diǎn)a上波形為圖3所示波形va，第三功率管q5、第四功率管q6和三相濾波器24中的第二電感l(wèi)4的連接點(diǎn)b上波形為圖3所示波形vb，第五功率管q7、第六功率管q8和三相濾波器24中的第三電感l(wèi)4的連接點(diǎn)c上波形為圖3所示波形vc。在一個(gè)實(shí)施例中，va，vb，vc波形為高電平為+400v，低電平為-400v，其中值為0v的輸出正弦波脈沖寬度調(diào)制spwm信號(hào)。

如圖2、3所示，三相濾波器24包括第一電感l(wèi)3、第二電感l(wèi)4、第三電感l(wèi)5、第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5；其中所述第一電感l(wèi)3、第二電感l(wèi)4和第三電感l(wèi)5的另一端分別連接第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5的一端后，并連接三相并網(wǎng)開關(guān)25的三個(gè)輸入端，所述第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5的另一端連接電網(wǎng)32和本地負(fù)載31的一個(gè)公共n零線端。

三相濾波器24的工作原理為：如圖3所示，通過第一電感l(wèi)3、第二電感l(wèi)4、第三電感l(wèi)5和第一電容c3、第二電容c4和第三電容c5的濾波，將電壓va，vb，vc中的高頻成分濾去，在三相濾波器24的輸出端就得到如圖3所示的相位差為120°的三相正弦波形va，vb，vc。在一個(gè)實(shí)施例中，va，vb，vc的輸出頻率為50±0.2hz,電壓為220v±5%，相位差≦30'，電流諧波thd≦3%,直流電流注入值≦0.5%額定電流。由于三相逆變電路23的驅(qū)動(dòng)spwm控制信號(hào)和va，vb，vc波形為高頻信號(hào)，所以圖3中，將六個(gè)功率管q3、q4、q5、q6、q7、q8和va，vb，vc的高頻波形頻率濾波后得到圖示三相正弦波波形。高頻波形每個(gè)周期時(shí)間相等（即頻率固定，本實(shí)施例中為20khz），但是每次導(dǎo)通和截止的時(shí)間比（即占空比）是不一樣的。占空比由小變大再變小，而變化的規(guī)律遵循spwm的規(guī)律。這樣，通過第一電感l(wèi)3和第一電容c3、第二電感l(wèi)4和第二電容c4、第三電感l(wèi)5和第三電容c5濾掉高頻部分后，剩下的低頻部分正好是50hz的正弦波。而且，通過三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的三相并網(wǎng)逆變控制器402設(shè)計(jì)的三相逆變電路23輸出電壓的反饋控制，可根據(jù)三相輸出電壓的大小實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)六個(gè)功率管q3、q4、q5、q6、q7、q8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，從而保證三相逆變電路23的三相輸出電壓va，vb，vc在一定的精度范圍內(nèi)。而且，通過三相并網(wǎng)逆變控制器402的控制策略，使三個(gè)橋臂開始導(dǎo)通的相位差為120°，且任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通。因此，三相濾波器24的輸出端就得到如圖3所示的相位差為120°的三相正弦波形va，vb，vc。

如圖2、3所示，三相并網(wǎng)開關(guān)25包括第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第一雙向可控硅scr5；其中所述第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第三雙向可控硅scr5的一端分別連接三相濾波器24的第一電感l(wèi)1、第二電感l(wèi)2、第三電感l(wèi)3的一輸出端，其另一端連接本地負(fù)載31和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的三相輸入端；所述第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第三雙向可控硅scr5的門極連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的另一輸出端。

三相并網(wǎng)開關(guān)25的工作原理為：三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的觸摸面板控制器401通過采樣電路404對(duì)直流升壓電壓22的輸出電壓（±bus電壓）、三相逆變輸出和電網(wǎng)32的電壓、電流、頻率和相位等參數(shù)進(jìn)行檢測和控制，即第一雙向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第一雙向可控硅scr5的開關(guān)由三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的觸摸面板控制器401所控制。當(dāng)?shù)谝浑p向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第一雙向可控硅scr5都導(dǎo)通時(shí)，三相濾波器24的輸出（即正弦波va，vb，vc）與本地負(fù)載31和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26電性連接；當(dāng)?shù)谝浑p向可控硅scr3、第二雙向可控硅scr4和第一雙向可控硅scr5都截止時(shí)，則三相濾波器24即與本地負(fù)載31和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26斷開。例如，當(dāng)直流升壓電路22和三相逆變電路23突然發(fā)生故障，則三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的觸摸面板控制器401立即發(fā)出控制指令，使三相并網(wǎng)開關(guān)25的三個(gè)可控硅scr3、scr4和scr5關(guān)閉。由于可控硅的零時(shí)間開關(guān)特性，則三相逆變電路23與本地負(fù)載31和電網(wǎng)32立刻斷開，實(shí)現(xiàn)了三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2與本地負(fù)載31和電網(wǎng)32之間的無間隙切換。反之，當(dāng)三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2恢復(fù)正常工作時(shí)，三相并網(wǎng)開關(guān)25同樣能實(shí)現(xiàn)三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)無間隙地切入到電網(wǎng)31中。

如圖2、3所示，電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26包括第一雙向可控硅scr6、第二雙向可控硅scr7和第三雙向可控硅scr8；其中所述第一雙向可控硅scr6、第二雙向可控硅scr7和第三雙向可控硅scr8的一端分別連接本地負(fù)載31的三相輸入端和三相并網(wǎng)開關(guān)25的三相輸出端，其另一端連接電網(wǎng)31的三相輸入端；所述第一雙向可控硅scr7、第二雙向可控硅scr8和第三雙向可控硅scr8的門極連接三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405的另一輸出端。

電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的工作原理為：三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的觸摸面板控制器401通過采樣電路404對(duì)三相濾波器24輸出、本地負(fù)載31和電網(wǎng)32的電壓、電流、頻率和相位等參數(shù)進(jìn)行檢測和控制，即第一雙向可控硅scr6、第二雙向可控硅scr7和第一雙向可控硅scr8的開關(guān)由三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的觸摸面板控制器401所控制。當(dāng)三個(gè)可控硅scr6、scr7和scr8都導(dǎo)通時(shí)，電網(wǎng)32與本地負(fù)載31和三相并網(wǎng)開關(guān)25電性連接；當(dāng)三個(gè)可控硅scr6、scr7和scr8都截止時(shí)，則電網(wǎng)32與本地負(fù)載31和三相并網(wǎng)開關(guān)25電性斷開。例如，當(dāng)三相電網(wǎng)32突然發(fā)生故障或產(chǎn)生孤島，甚至突然斷電，或者三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2突然發(fā)生故障，或者本地負(fù)載31過載和短路，則三相全橋并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)4的觸摸面板控制器401立即發(fā)出控制指令，使電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26的三個(gè)可控硅scr3、scr4和scr5關(guān)閉。由于可控硅的零時(shí)間開關(guān)特性，則電網(wǎng)32與三相逆變電路23和本地負(fù)載31立刻斷開，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)32與三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2和本地負(fù)載31之間的無間隙切換。反之，當(dāng)三相電網(wǎng)32所有故障，或者三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2，或者本地負(fù)載31恢復(fù)正常工作時(shí)，電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26同樣能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)32無間隙地切入到三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2中。

上述太陽能光伏發(fā)電三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制方法，具體步驟如下：

步驟一：觸摸面板控制器401得到采樣電路404通過電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408，分別采集得到的太陽能電池1的電壓與電流及其極性、直流升壓電路22的正負(fù)電壓、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載的電壓、電流、相位和頻率，觸摸面板控制器401接收到采樣電路404的采樣信息后通過其內(nèi)部的數(shù)字處理dsp芯片、gpld芯片處理得到三相逆變電路23、電網(wǎng)32和本地負(fù)載31的有功功率p、pl、△p和無功功率q、ql、△q；

步驟二：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過電池電壓檢測電路409、電池電流檢測電路410、升壓電壓檢測電路411采樣得到的太陽能電池板1的電壓、電流和直流升壓電路22的電壓情況，判斷該太陽能電池1對(duì)地極性信號(hào)是否正常，太陽能電池1的電壓與電流是否正常，以及直流升壓電路22的電壓是否過壓，如果所有參數(shù)正常，則觸摸面板控制器401輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405接通輸入保護(hù)開關(guān)21，繼續(xù)進(jìn)入步驟三；如果其中有參數(shù)不正常，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開輸入保護(hù)開關(guān)21、三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，停止輸出經(jīng)升壓驅(qū)動(dòng)電路406的pwm控制信號(hào)，并通知三相并網(wǎng)逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的正弦波空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm信號(hào)，返回到步驟一，舉例來說，太陽能電池1的電池電壓vdc是否在設(shè)定范圍內(nèi)，如200v-276v之間，正極和負(fù)極是否正確，太陽能電池1的電流根據(jù)直流升壓電路22、三相逆變電路23、三相濾波器24的設(shè)計(jì)容量大小設(shè)定在規(guī)定范圍內(nèi)，太陽能電池1的漏電流也在設(shè)定范圍內(nèi)，如漏電流≤10ma，如果這些參數(shù)都正常，則執(zhí)行步驟三，否則返回到步驟一；

步驟三：觸摸面板控制器401輸出控制信號(hào)接通輸入保護(hù)開關(guān)21后，太陽能電池1的直流電壓接入三相全橋并網(wǎng)逆變系統(tǒng)主回路2中，觸摸面板控制器401輸出經(jīng)升壓驅(qū)動(dòng)電路406的pwm控制信號(hào)給直流升壓電路22，即直流升壓控制，促使太陽能電池1的直流電壓升壓至正負(fù)直流電壓即±bus電壓，繼續(xù)進(jìn)入步驟四，其中，直流升壓電路22實(shí)施最大功率跟蹤控制（mppt）；

步驟四：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過升壓電壓檢測電路411采樣得到的直流升壓電路22的信息，判斷直流升壓電路22的正負(fù)直流電壓（±bus電壓）是否在正常范圍內(nèi)，如果在正常范圍內(nèi)，則觸摸面板控制器401通知三相并網(wǎng)逆變控制器402輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，即三相逆變電路23控制，促使正負(fù)直流電壓逆變成三相交流電壓，且三相逆變電路23輸出電壓和電流的頻率、相位和幅值與電網(wǎng)32的三相交流電的同頻、同相和等幅（電壓幅值可以有一定偏差，如±3%），繼續(xù)進(jìn)入步驟五；如果不在正常范圍內(nèi)，則觸摸面板控制器401輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開輸入保護(hù)開關(guān)21、三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，停止輸出經(jīng)升壓驅(qū)動(dòng)電路406的pwm控制信號(hào)，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一，舉例來說，直流升壓電路22的正負(fù)直流電壓±bus在設(shè)定范圍內(nèi)位±320-±400vdc內(nèi)，如果這些參數(shù)都正常，則執(zhí)行步驟五；如果其中某一參數(shù)不正常，例如±bus電壓過壓（大于400v）或欠壓（小于-320v），則斷開輸入保護(hù)開關(guān)21、三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，停止輸出經(jīng)升壓驅(qū)動(dòng)電路406的pwm控制信號(hào)，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一；

步驟五：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷三相逆變電路23輸出的電壓和電流的相位、頻率等參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，如果在正常范圍內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)入步驟六；如果不在正常范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一；舉例來說，本太陽能分布式發(fā)電系統(tǒng)滿足電網(wǎng)32互聯(lián)的國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t19939-2005和國際標(biāo)準(zhǔn)ieee1547和iec1747的技術(shù)條件，三相逆變電路23輸出電壓波動(dòng)≦±5%額定電壓，頻率范圍在50hz±0.2hz，相位差設(shè)定范圍內(nèi)≤30′，電流諧波thd≦±3%，直流電流注入≦±0.5%額定電流等參數(shù)，如果這些參數(shù)都正常，則執(zhí)行步驟六；如果其中某一參數(shù)不正常，則斷開三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一；

步驟六：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷電網(wǎng)32的電壓、電流、相位和頻率等參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，如果在正常范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405接通電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)使三相逆變電路23工作于pq控制模式，繼續(xù)進(jìn)入步驟七；如果不在正常范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的空間矢量脈沖寬度調(diào)制svpwm控制信號(hào)使三相逆變電路23工作于v/f控制模式，然后接通三相并網(wǎng)開關(guān)25，三相逆變電路23以孤網(wǎng)運(yùn)行模式為本地負(fù)載31提供電能，進(jìn)入步驟八；

步驟七：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷三相逆變電路23輸出的電壓和電流的相位、頻率等參數(shù)和電網(wǎng)32輸入的電壓和電流的相位、頻率等參數(shù)是否在并網(wǎng)要求范圍內(nèi)，即互聯(lián)的國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t19939-2005和國際標(biāo)準(zhǔn)ieee1547和iec1747的技術(shù)條件，如果達(dá)到并網(wǎng)要求，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405接通三相并網(wǎng)開關(guān)25，三相逆變電路23以并網(wǎng)模式運(yùn)行，和電網(wǎng)32一起，為本地負(fù)載31提供電能，即實(shí)現(xiàn)p+△p=pl和q+△q=ql，然后返回到步驟一；如果達(dá)不到并網(wǎng)要求，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一；

步驟八：觸摸面板控制器401根據(jù)采樣電路404通過三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電壓檢測電路412、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載電流檢測電路413、三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載相位檢測電路414和三相逆變、電網(wǎng)和本地負(fù)載頻率檢測電路408的采樣數(shù)據(jù)，判斷本地負(fù)載31的視在功率是否小于等于三相逆變電路23輸出的視在功率，如果小于等于，則返回到步驟一；如果大于，則輸出控制信號(hào)經(jīng)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路405斷開三相并網(wǎng)開關(guān)25和電網(wǎng)入網(wǎng)開關(guān)26，并通知三相逆變控制器402停止輸出經(jīng)逆變驅(qū)動(dòng)電路407的svpwm控制信號(hào)，返回到步驟一。