專利名稱：單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，特別涉及利用新能源的發(fā)電技術(shù)。
背景技術(shù)：
2011年全球光伏需求量為26G瓦，但是今年全球產(chǎn)量超過30G瓦。其中中國光伏組件的產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的60-70%。而中國的產(chǎn)量有95%需外貿(mào)來消化。美國政府已對(duì)中國光伏企業(yè)“雙反”(反傾銷、反補(bǔ)貼)調(diào)查，對(duì)這些產(chǎn)品征收5%以下的反補(bǔ)貼稅。因此中國的光伏產(chǎn)業(yè)更需立足于國內(nèi)市場才有望走出寒冬。雖然政府在新能源上有較大的力度，但受整體經(jīng)濟(jì)政策調(diào)控的影響，若單靠政府主導(dǎo)幾個(gè)大型光伏發(fā)電站還是遠(yuǎn)不能解決問題的，只有大規(guī)模的民間自發(fā)使用光伏發(fā)電，如太陽能熱水器那樣才是解決問題的根本出路。目前，利用新能源的發(fā)電方式主要有雙向并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)交替切換發(fā)電兩種方式。 其中，雙向并網(wǎng)發(fā)電方式如圖I所示，市電和太陽能電池組共同為用戶負(fù)載提供電流，多余的太陽能電池組所提供的電能將通過雙向并網(wǎng)逆變器反饋至市電。但是，由于目前我國的輸配電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)不支持終端用戶雙向并網(wǎng)發(fā)電，多余的電能饋入電網(wǎng)后用戶反而需繳納更多的電費(fèi)。而且，雙向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還存在當(dāng)逆變裝置同市電失步時(shí)帶來的巨大環(huán)路回流，嚴(yán)重污染電網(wǎng)，及給逆變器運(yùn)行帶來危害，同時(shí)，在雙向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中還存在有孤島效應(yīng)，不能夠?qū)崟r(shí)切斷故障線路與發(fā)電系統(tǒng)的連接。如圖I所示，從雙向并網(wǎng)逆變器至市電的方向不僅存在重復(fù)計(jì)費(fèi)的問題，同時(shí)也存在諧波污染和孤島效應(yīng)的問題。因此，雙向并網(wǎng)發(fā)電方式的推廣收到了較大的制約。離網(wǎng)交替切換發(fā)電方式如圖2所示，由太陽能電池組或市電為用戶負(fù)載提供電流，在蓄電池萬■電充電時(shí)系統(tǒng)切換成完全市電供電。然而，由于系統(tǒng)的切換需要一定的時(shí)長，因此該方式不能即時(shí)傳送能量至負(fù)載。而且，采用離網(wǎng)式交替發(fā)電系統(tǒng)必然會(huì)使用到大容量的蓄電池組，帶來系統(tǒng)成本的急劇上升，頻繁的維護(hù)費(fèi)用，及蓄電池充放電帶來的能量損失，不符合終端用戶市場的特點(diǎn)，無法全面推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其方法，使得能以較低的成本實(shí)現(xiàn)清潔能源的發(fā)電，并且避免了重復(fù)計(jì)費(fèi)、諧波污染和孤島效應(yīng)等問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，包含全波整流器、相位檢測器、與該相位檢測器相連的高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器、所述相位檢測器對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，將檢測到的市電相位輸出給所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器，供該高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，轉(zhuǎn)為與所述市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流；所述單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還包含至少一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器為一個(gè)時(shí)，所述全波整流器和所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器并聯(lián)于該正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述全波整流器對(duì)市電進(jìn)行全波整流，經(jīng)所述全波整流后的市電與所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流交匯后，輸入到所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器將輸入電流轉(zhuǎn)換為交流電后輸出給負(fù)載；所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器為兩個(gè)時(shí)，其中一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器與所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連，另一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器與所述全波整流器相連；所述全波整流器將全波整流后的市電輸出到與本全波整流器相連的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將輸出電流輸入到與本高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器，所述兩個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器的輸出電流交匯后輸出給負(fù)載。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法，包含以下步驟對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，轉(zhuǎn)換為與所述市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流；將所述正弦脈動(dòng)直流與經(jīng)全波整流后的市電交匯后，通過正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器將該交匯后的電流轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出給負(fù)載；或者，將所述正弦脈動(dòng)直流與經(jīng)全波整流后的市電分別通過兩個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器轉(zhuǎn)換成交流電，并將各自轉(zhuǎn)換后的交流電交匯后輸出給負(fù)載。本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，通過相位檢測器對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，利用高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，轉(zhuǎn)為與所述市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流。經(jīng)全波整流后的市電與高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流 交匯后，輸入到正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器，將交匯的電流轉(zhuǎn)換為交流電后輸出給負(fù)載。由于清潔能源轉(zhuǎn)換成的電流轉(zhuǎn)換為交流電后輸出給負(fù)載，因此不會(huì)產(chǎn)生流至市電方向的電流。也就是說，能量僅能單向流動(dòng)至負(fù)載，清潔能源所產(chǎn)生的電能不會(huì)傳向電網(wǎng)故不存在孤島效應(yīng)，也不會(huì)有直流分量向電網(wǎng)傳輸?shù)碾娏?，保證了主干網(wǎng)的電能質(zhì)量，進(jìn)一步保證了清潔能源的利用率。這是由電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所決定的。比現(xiàn)有雙向并網(wǎng)裝置更容易及安全地規(guī)避孤島效應(yīng)的危害，并且，由于能量只能流向負(fù)載，因此不會(huì)產(chǎn)生環(huán)路回流，有效避免了諧波污染。而且，也無需更改現(xiàn)有的電費(fèi)計(jì)量方式，可最大限度及以最快方式向終端客戶推廣清潔能源使用，適用一切傳統(tǒng)負(fù)載。另外，采用該單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，無需蓄電池支持直接發(fā)電。相對(duì)現(xiàn)有的交替切換離網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)必須使用大容量的蓄電池組，帶來系統(tǒng)成本的急劇上升，頻繁的維護(hù)費(fèi)用，及蓄電池充放電帶來的能量損失和系統(tǒng)可靠性降低等問題，該單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)大大降低了實(shí)現(xiàn)成本，從而有利于清潔能源的快速推廣。另外，高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，高于經(jīng)全波整流后的市電的電壓，使得太陽能、風(fēng)能等清潔能源可以被優(yōu)先使用，不足部分可由市電柔性補(bǔ)充，使得清潔能源無需按最大用電負(fù)荷進(jìn)行配置，也不必一定要配置蓄電瓶，從而充分發(fā)揮了清潔能源的利用率，降低了系統(tǒng)造價(jià)。另外，高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，也可低于經(jīng)全波整流后的市電的電壓，使得市電可以被優(yōu)先使用，成為一種UPS系統(tǒng)(不間斷電源系統(tǒng))。另外，單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還包含直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器，該直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器與高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連，該直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器將由清潔能源得到的直流電流進(jìn)行升壓后，輸出給高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中的雙向并網(wǎng)發(fā)電方式的示意圖；圖2是現(xiàn)有技 術(shù)中的離網(wǎng)交替切換發(fā)電方式的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的電氣原理圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器的電氣原理圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。本實(shí)施方式的目的在于，解決以下技術(shù)問題I.解決雙向交流并網(wǎng)發(fā)電方式普通中國終端用戶面臨的重復(fù)計(jì)費(fèi)問題；2.規(guī)避在雙向交流并網(wǎng)發(fā)電中存在的孤島效應(yīng)不能夠?qū)崟r(shí)切斷故障線路與發(fā)電系統(tǒng)的連接；3.避免了雙向交流并網(wǎng)發(fā)電方式傳輸中的回路環(huán)流效應(yīng)，避免了對(duì)電網(wǎng)的污染；4.避免離網(wǎng)交替切換發(fā)電方式必須使用蓄電池作為儲(chǔ)能裝置帶來的成本增加和效率損失。本實(shí)施方式的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，包含直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器、全波整流器、相位檢測器、與該相位檢測器相連的高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器、與全波整流器和高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器并聯(lián)的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器。具體地說，直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器與高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連，該直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器將由清潔能源(如風(fēng)能、太陽能等清潔能源)得到的直流電流進(jìn)行升壓后，輸出給高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器。比如說，太陽能經(jīng)過最大功率跟蹤(MPPT)的直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器后，進(jìn)入高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器。該直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器本身屬于現(xiàn)有的裝置，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。相位檢測器對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，將檢測到的市電相位輸出給高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器，供該高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓直流，轉(zhuǎn)為與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流。該相位檢測器、高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器本身屬于現(xiàn)有的裝置，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。全波整流器對(duì)市電進(jìn)行全波整流，經(jīng)全波整流后的市電與高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流交匯后，輸入到正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器，該正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器將輸入電流轉(zhuǎn)換為交流電后輸出給負(fù)載。該全波整流器本身屬于現(xiàn)有的裝置，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。
也就是說，如圖3所示，清潔能源經(jīng)直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器，進(jìn)入高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器，與市電通過全波整流器，匯集到正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器之前的A處，起到能量單向傳輸及補(bǔ)充作用。其中，通過相位檢測器，經(jīng)數(shù)字處理同步市電及逆變工頻周期，以保證合并后的能量在經(jīng)過電子換向裝置(正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器)后變成與市電同頻同相的正弦波交流電，進(jìn)入終端用戶。其中，高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器由電子開關(guān)構(gòu)成半橋，輸入高壓直流，按正弦脈寬調(diào)整SPWM規(guī)律控制，輸出正弦直流脈動(dòng)電壓，如圖4所示。正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器由電子開關(guān)構(gòu)成全橋換向電路，按工頻周期進(jìn)行控制切換，輸入正弦直流脈動(dòng)電壓輸出交流電，如圖5所示。
不難發(fā)現(xiàn)，在本實(shí)施方式中，由于清潔能源轉(zhuǎn)換成的電流轉(zhuǎn)換為交流電后輸出給負(fù)載，因此不會(huì)產(chǎn)生流至市電方向的電流。也就是說，能量僅能單向流動(dòng)至負(fù)載，清潔能源所產(chǎn)生的電能不會(huì)傳向電網(wǎng)故不存在孤島效應(yīng)。比現(xiàn)有雙向并網(wǎng)裝置更容易及安全地規(guī)避孤島效應(yīng)的危害，并且，由于能量只能流向負(fù)載，因此不會(huì)產(chǎn)生環(huán)路回流，有效避免了諧波污染。而且，也無需更改現(xiàn)有的電費(fèi)計(jì)量方式，可最大限度及以最快方式向終端客戶推廣清潔能源使用，適用一切傳統(tǒng)負(fù)載。另外，采用該單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，無需蓄電池支持直接發(fā)電。相對(duì)現(xiàn)有的交替切換離網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)必須使用大容量的蓄電池組，帶來系統(tǒng)成本的急劇上升，頻繁的維護(hù)費(fèi)用，及蓄電池充放電帶來的能量損失和系統(tǒng)可靠性降低等問題，該單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)大大降低了實(shí)現(xiàn)成本，從而有利于清潔能源的快速推廣。另外，由于全波整流器的阻斷直流分量不能向電網(wǎng)傳輸?shù)碾娏浚ＷC了主干網(wǎng)的電能質(zhì)量，進(jìn)一步保證了清潔能源的利用率。本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，高于經(jīng)全波整流后的市電的電壓。比如說，清潔能源經(jīng)DC/DC (直流轉(zhuǎn)直流)隔離后成單向傳輸?shù)闹绷?，?jīng)高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器后的開路電壓為380峰值V，交流市電經(jīng)全波整流后的電壓為320峰值V。由于清潔能源經(jīng)DC/DC (直流轉(zhuǎn)直流)隔離后成單向傳輸?shù)闹绷?，?jīng)高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器后的開路電壓，高于交流市電經(jīng)全波整流后的電壓，因此太陽能、風(fēng)能等清潔能源可以被優(yōu)先使用，不足部分可由市電柔性補(bǔ)充，使得清潔能源無需按最大用電負(fù)荷進(jìn)行配置，也不必一定要配置蓄電瓶，從而充分發(fā)揮了清潔能源的利用率，降低了系統(tǒng)造價(jià)。本實(shí)施方式的能量單向傳輸?shù)氖须?清潔能源(太陽能、風(fēng)能)柔性互補(bǔ)交流單向并網(wǎng)發(fā)電方式，適用于傳統(tǒng)能源發(fā)電系統(tǒng)同清潔能源同時(shí)按清潔能源優(yōu)先配比向終端用戶的一切傳統(tǒng)負(fù)載提供能源的場合。清潔能源(如太陽能、風(fēng)能)發(fā)電時(shí)其能量只能向負(fù)載傳輸，而不會(huì)轉(zhuǎn)向市電系統(tǒng)，所接入的市電也只能向負(fù)載傳輸，起到補(bǔ)充清潔能源不足部分并且清潔能源永遠(yuǎn)處于被優(yōu)先使用的狀態(tài)。規(guī)避雙向交流并網(wǎng)發(fā)電方式在無雙向計(jì)費(fèi)電表供電系統(tǒng)中重復(fù)計(jì)費(fèi)的問題，避免交流電能量雙向傳輸對(duì)電網(wǎng)造成的潛在危害，又可以不使用蓄電池，利用市電補(bǔ)充清潔能源的不足及穩(wěn)定供電電壓。本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。第三實(shí)施方式與第二實(shí)施方式大致相同，區(qū)別之處在于，在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，高于經(jīng)全波整流后的市電的電壓。而在本發(fā)明第三實(shí)施方式中，高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，低于經(jīng)全波整流后的市電的電壓，使得市電可以被優(yōu)先使用成為一種UPS系統(tǒng)。本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。第四實(shí)施方式與第一實(shí)施方式大致相同，區(qū)別之處在于，在第一實(shí)施方式中，單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包含一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器，經(jīng)全波整流后的市電與高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流交匯后，輸入到該正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器。而在本實(shí)施方式中，單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包含兩個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器。其中一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器與所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連，另一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器與所述全波整流器相連。全波整流器將全波整流后的市電輸出到與本全波整流器相連的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將輸出電流輸入到與本高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器，兩個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器的輸出電流交匯后輸出給負(fù)載，如圖6所示。不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于市電與清潔能源轉(zhuǎn)換成的電流的交匯點(diǎn)不同，在第一實(shí)施方式中兩種電流交匯于A點(diǎn)，而在本實(shí)施方式中兩種電流交匯 于B點(diǎn)，但其實(shí)現(xiàn)原理相同，因此本實(shí)施方式也能達(dá)到第一實(shí)施方式的技術(shù)效果，在此不再 贅述。本發(fā)明第五實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法，具體流程如圖7所示。在步驟701中，對(duì)由清潔能源得到的直流電流進(jìn)行升壓。具體地，通過一個(gè)直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器對(duì)由清潔能源得到的直流電流進(jìn)行升壓。在本實(shí)施方式中，清潔能源包含風(fēng)能和/或太陽能。接著，在步驟702中，對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓直流，轉(zhuǎn)換為與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流。比如說，通過相位檢測器對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，將檢測到的市電相位輸出給所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器，由該高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，轉(zhuǎn)為與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流。在步驟703中，將該正弦脈動(dòng)直流與經(jīng)全波整流后的市電交匯后，通過正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器將該交匯后的電流轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出給負(fù)載。不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實(shí)施方式中。本發(fā)明的第六實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法。第四實(shí)施方式在第三實(shí)施方式的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于在本發(fā)明第四實(shí)施方式中，與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流的開路電壓，高于經(jīng)全波整流后的市電的電壓，以保證清潔能源處于優(yōu)先使用的狀態(tài)。本發(fā)明的第七實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法。第七實(shí)施方式與第六實(shí)施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于在本發(fā)明第六實(shí)施方式中，與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流的開路電壓，高于經(jīng)全波整流后的市電的電壓，以保證清潔能源處于優(yōu)先使用的狀態(tài)。而在本發(fā)明第七實(shí)施方式中，與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流的開路電壓，低于經(jīng)全波整流后的市電的電壓，使得市電可以被優(yōu)先使用，成為一種UPS系統(tǒng)。本發(fā)明的第八實(shí)施方式涉及一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法。第八實(shí)施方式與第五實(shí)施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于在本發(fā)明第五實(shí)施方式中，將所述正弦脈動(dòng)直流與經(jīng)全波整流后的市電交匯后，通過正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器將該交匯后的電流轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出給負(fù)載。而在本實(shí)施方式中，將所述正弦脈動(dòng)直流與經(jīng)全波整流后的市電分別通過兩個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器轉(zhuǎn)換成交流電，并將各自轉(zhuǎn)換后的交流電交匯后輸出給負(fù)載。不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第四實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第四實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第四實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第四實(shí)施方式中。需要說明的是，上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時(shí)可以合并為一個(gè)步驟或者對(duì)某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個(gè)步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對(duì)算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計(jì)，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計(jì)都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包含全波整流器、相位檢測器、與該相位檢測器相連的高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器、所述相位檢測器對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，將檢測到的市電相位輸出給所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器，供該高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，轉(zhuǎn)為與所述市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流； 所述單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還包含至少一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器； 所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器為一個(gè)時(shí)，所述全波整流器和所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器并聯(lián)于該正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述全波整流器對(duì)市電進(jìn)行全波整流，經(jīng)所述全波整流后的市電與所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流交匯后，輸入到所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器將輸入電流轉(zhuǎn)換為交流電后輸出給負(fù)載； 所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器為兩個(gè)時(shí)，其中一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器與所述高壓直、流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連，另一個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器與所述全波整流器相連；所述全波整流器將全波整流后的市電輸出到與本全波整流器相連的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器；所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將輸出電流輸入到與本高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連的正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器，所述兩個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器的輸出電流交匯后輸出給負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還包含直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器； 所述直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器與所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器相連，該直流轉(zhuǎn)直流單向隔離器將由清潔能源得到的直流電流進(jìn)行升壓后，輸出給所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，高于經(jīng)所述全波整流后的市電的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，低于經(jīng)所述全波整流后的市電的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器由電子開關(guān)構(gòu)成半橋，輸入高壓直流，按正弦脈寬調(diào)整SPWM規(guī)律控制，輸出正弦直流脈動(dòng)電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器由電子開關(guān)構(gòu)成全橋換向電路，按工頻周期進(jìn)行控制切換，輸入正弦直流脈動(dòng)電壓輸出正弦交流電與市電同頻同相。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述清潔能源包含風(fēng)能和/或太陽能。
8.—種單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法，其特征在于，包含以下步驟 對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓直流，轉(zhuǎn)換為與所述市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流； 將所述正弦脈動(dòng)直流與經(jīng)全波整流后的市電交匯后，通過正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器將該交匯后的電流轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出給負(fù)載；或者， 將所述正弦脈動(dòng)直流與經(jīng)全波整流后的市電分別通過兩個(gè)正弦脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)交流器轉(zhuǎn)換成交流電，并將各自轉(zhuǎn)換后的交流電交匯后輸出給負(fù)載。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法，其特征在于，在將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，轉(zhuǎn)換為與所述市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流的步驟之前，還執(zhí)行以下步驟 對(duì)所述由清潔能源得到的直流電流進(jìn)行升壓； 所述由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，為經(jīng)所述升壓后的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法，其特征在于，所述與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流的開路電壓，高于經(jīng)所述全波整流后的市電的電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法，其特征在于，所述與市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流的開路電壓，低于經(jīng)所述全波整流后的市電的電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的單向交流并網(wǎng)發(fā)電方法，其特征在于， 所述清潔能源包含風(fēng)能和/或太陽能。
全文摘要
本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，公開了一種單向交流并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其方法，用于清潔能源發(fā)電及UPS系統(tǒng)。本發(fā)明中，通過相位檢測器對(duì)市電相位進(jìn)行檢測，利用高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器將由清潔能源轉(zhuǎn)換成的高壓正弦脈動(dòng)直流，轉(zhuǎn)為與所述市電相位同步的正弦脈動(dòng)直流。經(jīng)全波整流后的市電與高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流交匯于A點(diǎn)或B點(diǎn)后，輸出給負(fù)載，使得能以較低的成本實(shí)現(xiàn)清潔能源的發(fā)電，并且避免了重復(fù)計(jì)費(fèi)、諧波污染和孤島效應(yīng)等問題。進(jìn)一步地，高壓直流轉(zhuǎn)正弦脈動(dòng)直流器的輸出電流的開路電壓，高于經(jīng)全波整流后的市電的電壓，使得太陽能、風(fēng)能等清潔能源可以被優(yōu)先使用。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102723731SQ201210189598
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者王征偉, 鄭可京 申請(qǐng)人:上海錦德電器電子有限公司