電壓和相位等特征參數(shù)相同的交流電，滿足獨(dú)立并網(wǎng)的條件，可以直接并入電網(wǎng)；也可以將一定數(shù)量的光伏組件111和與之相連的逆變器113，一個(gè)獨(dú)立的同步協(xié)調(diào)器13構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立供電系統(tǒng)，將所有光伏發(fā)電裝置輸出的交流電通過并聯(lián)集線器輸出，為小規(guī)模用戶獨(dú)立供電，具有廣闊的應(yīng)用前景。各逆變器113、同步協(xié)調(diào)器13具有自組網(wǎng)功能。
[0052]采用本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏發(fā)電站，能夠克服傳統(tǒng)大功率光伏逆變器電流大、功率損耗大、轉(zhuǎn)換效率低、參數(shù)調(diào)整難度大、價(jià)格昂貴等問題，實(shí)現(xiàn)單個(gè)太陽能光伏組件從直流到220V/50HZ交流的電能轉(zhuǎn)換，降低了光伏發(fā)電站的功率損耗，提高了電能的轉(zhuǎn)換效率。該光伏發(fā)電站可以通過同步協(xié)調(diào)器13采集電網(wǎng)的電壓和相位等特征參數(shù)，同步協(xié)調(diào)器13再通過同步廣播等形式將特征參數(shù)、控制指令和系統(tǒng)時(shí)鐘等以無線通訊的方式發(fā)送給所有的逆變器113，實(shí)現(xiàn)所有逆變器113輸出的電能參數(shù)與電網(wǎng)保持實(shí)時(shí)跟蹤，滿足并網(wǎng)于電網(wǎng)的條件，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電，具有系統(tǒng)集成度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、同步精度高、參數(shù)穩(wěn)定、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0053]實(shí)施例2
[0054]圖2示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光伏發(fā)電站的逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中標(biāo)號(hào)與圖1相同的部件具有相同的功能，為簡(jiǎn)明起見，省略對(duì)這些部件的詳細(xì)說明。
[0055]在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，光伏發(fā)電站的逆變器113可以包括:
[0056]第一無線控制模塊21，用于通過無線網(wǎng)絡(luò)接收來自所述同步協(xié)調(diào)器13的所述特征參數(shù)和所述控制信號(hào)，以及
[0057]直流-交流轉(zhuǎn)換模塊23，用于在所述控制信號(hào)的控制下，將所述光伏組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為與所述特征參數(shù)保持同步的交流電。
[0058]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，逆變器113還包括:直流-直流轉(zhuǎn)換模塊25，與所述光伏組件111連接，用于將所述光伏組件111輸出的直流電轉(zhuǎn)換為第一電壓和第二電壓，其中所述第一電壓用于為所述直流-交流轉(zhuǎn)換模塊供電，所述第二電壓用于為所述第一無線控制模塊供電。此外，逆變器113還可以包括與第一無線控制模塊21相連的阻抗匹配電路27以及天線29。
[0059]在圖3所示的逆變器113的示例中，逆變器113與獨(dú)立的光伏組件111相連。每一個(gè)逆變器113可以包括一個(gè)精密的DC-DC模塊250，一個(gè)高性能、高效率、高集成度的DC-AC模塊230，以及一個(gè)高可靠、高穩(wěn)定性的CC2530模塊I。逆變器113由DC-DC模塊250進(jìn)行供電，DC-DC模塊250輸出電壓為穩(wěn)定的+12V、+5V和+3.3V直流電。每個(gè)逆變器113產(chǎn)生的220V/50HZ的交流與電網(wǎng)的電壓和相位特征參數(shù)相同，滿足獨(dú)立并網(wǎng)條件，可以在電壓和電流過零點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。其中，CC2530模塊I用于與同步協(xié)調(diào)器13內(nèi)置的CC2530模塊II組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，接收來自同步協(xié)調(diào)器13的控制指令、系統(tǒng)時(shí)鐘和電網(wǎng)特征參數(shù)等，控制DC-AC模塊230的驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整逆變器113的輸出電能參數(shù)。
[0060]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，直流-交流轉(zhuǎn)換模塊23可以包括直流升壓電路，用于對(duì)所述光伏組件輸出的直流電進(jìn)行升壓處理出橋，與所述直流升壓電路連接的H橋，用于將升壓后的直流電轉(zhuǎn)換成與所述特征參數(shù)保持同步的交流電；與所述H橋連接的濾波器；以及與所述H橋連接的驅(qū)動(dòng)電路。第一無線控制模塊可以采用所述控制信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)電路，以驅(qū)動(dòng)所述直流升壓電路、所述H橋和所述濾波器工作。
[0061]舉例而言，DC-AC模塊230主要負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)換成220V/50Hz交流電，通過直流升壓電路、驅(qū)動(dòng)電路、由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)構(gòu)成的 H 橋、EMI (Electromagnetic Interference，電磁干擾)濾波器實(shí)現(xiàn) 220V/50Hz交流電輸出，其中，驅(qū)動(dòng)電路由CC2530模塊I產(chǎn)生的SPWM(Sinusoidal Pulse WidthModulat1n，正弦脈沖寬度調(diào)制)波控制；CC2530模塊I接收來自同步協(xié)調(diào)器13的CC2530模塊II的特征參數(shù)和控制信號(hào)后，可以控制驅(qū)動(dòng)電路使得DC-AC模塊230輸出的電壓和相位參數(shù)與電網(wǎng)保持完全同步。此外，CC2530模塊I主要由具有無線通信和存儲(chǔ)等功能的CC2530芯片，以及與CC2530芯片連接的阻抗匹配電路，以及與阻抗匹配電路連接的鞭狀天線等組成。
[0062]在光伏發(fā)電裝置11工作時(shí)，光伏組件111將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，輸出電壓為35.8V。首先，安裝在光伏組件111中的逆變器113中的DC-DC模塊250將35.8V的直流電分別降低為+12V、+5V和+3.3V。其中，+12V和+5V直流電壓主要用于給DC-AC模塊230供電，+3.3V直流電壓主要用于給CC2530芯片供電。當(dāng)CC2530芯片獲得電能供應(yīng)后，首先搜尋來自同步協(xié)調(diào)器13的無線信號(hào)，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼和存儲(chǔ)。CC2530芯片通過內(nèi)置的805ICPU可以控制DC-AC模塊230的驅(qū)動(dòng)電路。此外，DC-AC模塊230的直流升壓電路可以直接與光伏組件111相連，將35.8V的直流電升壓為280V直流電，然后輸出給IGBT構(gòu)成的H橋。驅(qū)動(dòng)電路控制H橋輸出的電能參數(shù)與電網(wǎng)保持一致，例如輸出達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的220V/50HZ交流電。DC-AC模塊230的輸出端可以直接并入電網(wǎng)，或者通過交流匯流器并聯(lián)，為獨(dú)立的小型負(fù)載進(jìn)行供電。
[0063]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖4所示，同步協(xié)調(diào)器13可以包括:
[0064]第二無線控制模塊41，用于采集所述電網(wǎng)的所述特征參數(shù)，并向各所述逆變器廣播發(fā)送所述特征參數(shù)和所述控制信號(hào)；
[0065]交流-直流轉(zhuǎn)換模塊43，用于將所述電網(wǎng)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為所述第二無線控制模塊供電。
[0066]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，同步協(xié)調(diào)器13還可以包括:與所述第二無線控制模塊43連接的采樣電路44和功率增強(qiáng)電路45、與所述功率增強(qiáng)電路45連接的阻抗匹配電路47、以及與所述阻抗匹配電路47連接的天線49。
[0067]其中，交流-直流轉(zhuǎn)換模塊可以包括降壓變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等。
[0068]舉例而言，如圖5所不，與電網(wǎng)相連的同步協(xié)調(diào)器13，可以由一個(gè)通用的AC-DC模塊430和一個(gè)高集成度、高功率的CC2530模塊II組成。同步協(xié)調(diào)器13實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)信息，對(duì)電網(wǎng)的電壓和相位等特征參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，將電網(wǎng)特征參數(shù)、系統(tǒng)時(shí)鐘和控制指令以廣播同步的方式發(fā)送給所有逆變器113的CC2530模塊I。其中，CC2530模塊II可以與所有逆變器113內(nèi)置的CC2530模塊I組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，向各逆變器113發(fā)送控制指令、系統(tǒng)時(shí)鐘和電網(wǎng)特征參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)同步。
[0069]具體地，同步協(xié)調(diào)器13由AC-DC模塊430進(jìn)行供電，AC-DC模塊430的輸出電壓為穩(wěn)定的+12V、+5V和+3.3V直流電。CC2530模塊II主要采集電網(wǎng)的特征參數(shù)，與所有CC2530模塊I建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的同步。舉例而言，CC2530模塊II主要由CC2530芯片、與CC2530芯片連接的功率放大器PA、與功率放大器PA連接的阻抗匹配電路、以及與阻抗匹配電路連接的鞭狀天線組成。
[0070]在同步協(xié)調(diào)器13工作時(shí)，與電網(wǎng)直接相連的AC-DC模塊430可以將電網(wǎng)的220V/50HZ交流電轉(zhuǎn)換成為+12V、+5V和+3.3V直流電。其中，+12V和+5V直流電壓主要用于給采樣電路44供電，+3.3V直流電壓主要給CC2530芯片供電。當(dāng)CC2530芯片獲得電能供應(yīng)后，首先CC2530芯片內(nèi)置的805ICPU控制采樣電路，通過電阻分壓和LM324運(yùn)放采樣，再通過內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換電路獲得電網(wǎng)的電壓和相位等特征參數(shù)，并存儲(chǔ)在CC2530芯片內(nèi)置的RAM中。CC2530模塊II完成電網(wǎng)特征參數(shù)采用后，自定義系統(tǒng)時(shí)鐘，再與網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的所有逆變器113的CC2530模塊I進(jìn)行自組網(wǎng)通信，建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，最后將采樣得到的電網(wǎng)的特征參數(shù)、系統(tǒng)時(shí)鐘和控制指令以廣播同步的形式發(fā)送給所有的CC2530模塊I，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)同步。
[0071]舉例而言，每個(gè)逆變器的CC2530芯片包含有2.4GHz IEEE802.15.4兼容