用于太陽能并網(wǎng)發(fā)電的單級可升壓三相反激逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于太陽能并網(wǎng)發(fā)電的單級可升壓三相反激逆變器電路結(jié)構(gòu)，該逆變器包括一個高頻反激變換器，初級的一個開關(guān)元件，次級的六個開關(guān)元件、六個二極管以及濾波器部分，從而提供符合并網(wǎng)要求的三相電流。本逆變器電路采用單級式結(jié)構(gòu)，直接將直流電通過DC/AC變換器輸送到電網(wǎng)中，減少了一級DC/DC變換，從而提高變換器效率。反激變換器工作于電流斷續(xù)模式下，直流側(cè)開關(guān)原件通過PWM方式可以方便地控制輸出三相電壓，同時，在電流斷續(xù)模式下，交流側(cè)開關(guān)原件也可以實現(xiàn)零電流軟開關(guān)目標。
【專利說明】用于太陽能并網(wǎng)發(fā)電的單級可升壓三相反激逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種用于太陽能并網(wǎng)發(fā)電的單級可升壓三相反激逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為ー種取之不盡、用之不竭的新能源，太陽能的開發(fā)利用已經(jīng)引起了世界各國廣泛關(guān)注，并且正在獲得巨大的社會效益與經(jīng)濟效益。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器是其中的核心部分，隨著人們對于太陽能發(fā)電研究的不斷深入，并網(wǎng)逆變器的發(fā)展也是日新月異，并且已經(jīng)開始逐步由最初的集中型逆變器與單支路、多支路型逆變器向交流模塊逆變器發(fā)展。交流模塊逆變器具有可以各模塊獨立進行最大功率點跟蹤、即插即用、擴建方便和易于批量生產(chǎn)以降低成本等優(yōu)點，因此它已經(jīng)成為現(xiàn)在光伏并網(wǎng)逆變器的研究熱點。
[0003]在以往的中大功率系統(tǒng)中，三相全橋式逆變器獲得了廣泛的使用。如圖1所示，該逆變器結(jié)構(gòu)采用共6個開關(guān)管組成三相逆變橋，通過對6個開關(guān)管的開端控制實現(xiàn)DC/AC變換，再經(jīng)過濾波電路獲取所需三相交流電。
[0004]雖然該電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)較為簡便，但是卻存在幾個缺點:首先由于直流側(cè)電壓不高，而該逆變器結(jié)構(gòu)不能對輸出電壓幅值進行很好的控制，不具備升壓功能，因此經(jīng)過逆變之后的交流電壓也不會很高，這樣就達不到并網(wǎng)要求，從而在逆變器之后還需要連接變壓器才能將所得交流電并入電網(wǎng)；其次，為了防止同一橋臂的兩個開關(guān)管發(fā)生直通現(xiàn)象，必須在開關(guān)動作期間插入死區(qū)時間，這勢必導致輸出電壓的誤差。該誤差不但增加了系統(tǒng)損耗，還可能造成系統(tǒng)失穩(wěn)；此外，普通的三相全橋式逆變器也不具備電氣隔離的特點，因此系統(tǒng)的安全性能有待提高。因此，就需要ー種新的逆變器電路來解決以上所述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明g在提供一種用于太陽能并網(wǎng)發(fā)電的單級可升壓三相反激逆變器主電路拓撲，并且它解決了傳統(tǒng)三相全橋式逆變器不能升壓、會出現(xiàn)直通現(xiàn)象、沒有電氣隔離等問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在傳統(tǒng)三相全橋式逆變器的基礎(chǔ)上提出了ー種新型的反激逆變器電路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中利用三繞組高頻變壓器作為隔離與儲能元件，變比為1:n:n。一次側(cè)部分由ー個與太陽能電池板并聯(lián)的電容與ー個與變壓器一次繞組串聯(lián)的開關(guān)管組成，其中電容起到解耦與儲能的作用。二次側(cè)部分包括六個分別配有一個ニ極管的開關(guān)管和ー個低通濾波器，六個開關(guān)管類似于傳統(tǒng)三相全橋式逆變器組成三組橋臂，產(chǎn)生對稱三相電流并將反激變換器中的儲能向電網(wǎng)側(cè)輸送，而低通濾波器則可以減少輸出的諧波分量以提高電能質(zhì)量，另外二次側(cè)引入一個電感作為電網(wǎng)線路阻杭。
[0007]由于本發(fā)明引進反激逆變器技術(shù)，其中的三繞組高頻變壓器可以起到電氣隔離的作用，同時又可以對輸入電壓進行升壓，從而達到電網(wǎng)對電壓幅值的要求。另外，從本發(fā)明的電路原理圖中還可以看出，本發(fā)明逆變器在運行的過程中不會發(fā)生直通現(xiàn)象，從而不用像傳統(tǒng)三相全橋式逆變器那樣加入死區(qū)時間，因此更好地保證了輸出電壓的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明所述的用于太陽能并網(wǎng)發(fā)電的單級可升壓三相反激逆變器電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2為傳統(tǒng)三相全橋式逆變器電路拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖3為本發(fā)明所述逆變器工作時的PWM序列波形圖；
[0011]圖4為本發(fā)明所述逆變器工作時的初級電流與次級A相電流波形對比圖；
[0012]圖5為本發(fā)明所述逆變器工作時各個狀態(tài)下等效電路圖，其中深色部分為導通，淺色部分為斷開。
具體實施例
[0013]為了使本發(fā)明的實現(xiàn)方式及技術(shù)手段更加利于理解，下面結(jié)合具體圖示具體說明。
[0014]如圖3所示為運行時逆變器中的各個部分的電流與電壓波形圖。由電網(wǎng)側(cè)電壓波形，我們可以整流出與之相位、頻率完全相同的三相電壓波形，如電網(wǎng)側(cè)A相電壓為
e = E sincut 則取整流之后的信號為
【權(quán)利要求】
1.一種用于太陽能并網(wǎng)發(fā)電的單級可升壓三相反激逆變器電路拓撲，其特征在于:利用三繞組高頻變壓器作為隔離與儲能元件，變比為1:n:n，一次側(cè)部分由ー個與太陽能電池板并聯(lián)的電容與ー個與變壓器一次繞組串聯(lián)的開關(guān)管組成，二次側(cè)部分包括六個分別配有一個二極管的開關(guān)管和ー個低通濾波器，六個開關(guān)管類似于傳統(tǒng)三相全橋式逆變器組成三組橋臂，產(chǎn)生對稱三相電流并將反激變換器中的儲能向電網(wǎng)側(cè)輸送，而所述低通濾波器用來減少輸出的諧波分量以提高電能質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相反激逆變器，其特征在于:對于直流側(cè)開關(guān)管的控制，由電網(wǎng)側(cè)電壓波形整流出與之相位、頻率完全相同的三相電壓波形，其中 假定電網(wǎng)側(cè)A相電壓為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相反激逆變器，對于交流側(cè)開關(guān)管，由對應(yīng)相電壓瞬時值正負情況決定相應(yīng)開關(guān)管的導通或關(guān)斷。
【文檔編號】H02M7/537GK103606953SQ201310607701
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】譚光慧, 譚敏剛, 戴勁松 申請人:東南大學