一種具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，所述光伏并網(wǎng)逆變器包括主反激變換器、功率解耦變換器、逆變電路和輸出濾波電路；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)逆變器輸出功率與光伏組件輸出功率之間的解耦，使得在光伏并網(wǎng)逆變器直流輸入側(cè)采用小容量的非電解電容就可以實(shí)現(xiàn)光伏組件輸出的直流穩(wěn)壓作用，提高了光伏組件的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)效率；而且用可靠性高的非電解電容取代了電解電容，解決了光伏并網(wǎng)逆變器由于使用電解電容而導(dǎo)致逆變器整體使用壽命較低的難題；同時(shí)能夠?qū)ψ儔浩髀└心芰繉?shí)現(xiàn)吸收回饋，并且實(shí)現(xiàn)了主反激變換器高頻工作開關(guān)管的軟開關(guān)，提高了逆變器的轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】—種具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器，具體涉及一種具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能取之不盡，用之不竭，在對綠色能源迫切需求的21世紀(jì)，太陽能光伏發(fā)電將會得到更加迅猛發(fā)展。隨著分布式光伏并網(wǎng)應(yīng)用和智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，家庭屋頂和商業(yè)屋頂市場在快速增長。在中小型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，直接把單塊光伏組件輸出的直流電能逆變成交流電能并注入電網(wǎng)的小功率光伏并網(wǎng)逆變器，稱作光伏并網(wǎng)微型逆變器。光伏并網(wǎng)微型逆變器特別適合于小功率應(yīng)用場合，微型逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)組件級監(jiān)控，針對每一塊組件執(zhí)行最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)，單個(gè)組件的輸出降低或失效不影響整體效率，確保系統(tǒng)效率最大化；微型逆變器系統(tǒng)對實(shí)際環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，對光伏組件的一致性要求相對低，安裝、維護(hù)成本低，系統(tǒng)擴(kuò)容靈活性大，因此得到了廣泛的研究。
[0003]在單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器的輸出功率以兩倍工頻變化，而期望光伏組件的輸出功率紋波較小，以保證光伏組件的正常工作以及較高的最大功率點(diǎn)跟蹤效率，必然需要在輸入輸出之間加入功率解耦裝置?，F(xiàn)階段一種常用的功率解耦方式是在光伏并網(wǎng)逆變器的直流輸入側(cè)并聯(lián)大電解電容，但是電解電容是整機(jī)使用壽命的一個(gè)瓶頸。如何消除電解電容，用小容量、高可靠性的非電解電容取而代之是一個(gè)新的難點(diǎn)；另一方面，加入功率解耦電路必然會對整機(jī)效率帶來影響，因此在解決功率解耦問題的同時(shí)也需要關(guān)注光伏并網(wǎng)逆變器的高效率變換問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，用高可靠性、小容量的非電解電容取代大容量電解電容，以更好地解決光伏并網(wǎng)逆變器可靠性與使用壽命的問題，同時(shí)能有效吸收回饋?zhàn)儔浩髀└心芰?，提高轉(zhuǎn)換效率。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，包括主反激變換器20、功率解耦變換器10、第一級濾波電容C。、逆變電路30和輸出濾波電路40 ;光伏組件的輸出電壓經(jīng)過一個(gè)與光伏陣列輸出端并聯(lián)的直流側(cè)輸入電容Cin后分別與主反激變換器20的輸入端、功率解耦變換器10的輸入端連接，所述主反激變換器20的輸出端與所述功率解耦變換器10的輸出端互相連接并與第一級濾波電容C。的輸入端連接,所述第一級濾波電容C。的輸出端與逆變電路30的輸入端連接，所述逆變電路30的輸出端與輸出濾波電路40的輸入端連接。
[0007]所述主反激變換器20包括主反激變換器主開關(guān)管Sm2、主反激變換器變壓器T2、主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3、主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Sci2和主反激變換器有源鉗位電容Cd ;所述主反激變換器變壓器T2的一次側(cè)繞組同名端與光伏組件輸出電壓的正極端和所述直流側(cè)輸入電容Cin的一端以及所述主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Sci2的漏極相連，所述主反激變換器變壓器T2的一次側(cè)繞組的非同名端與所述反激變換器主開關(guān)管Sm2的漏極及所述主反激變換器有源鉗位電容Cd的一端相連，所述主反激變換器有源鉗位電容C。的另一端與所述主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Se2的源極相連，所述主反激變換器主開關(guān)管Sm2的源極與所述直流側(cè)輸入電容Cin的另一端和所述功率解耦變換器主開關(guān)管Sml的源極以及光伏組件輸出電壓的負(fù)極端相連接，所述主反激變換器變壓器T2 二次側(cè)繞組的非同名端與所述主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3的陽極連接，所述主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3的陰極與所述第一級濾波電容C。的一端和所述功率解耦變換器10變壓器二次側(cè)同名端相連，所述主反激變換器20 二次側(cè)繞組同名端與所述第一級濾波電容C。的另一端以及所述逆變電路30連接。
[0008]所述功率解耦變換器10包括功率解耦變換器輸入二極管Ds、漏感能量回饋電容Cs、功率解耦變換器主開關(guān)管Sml、功率解耦變換器變壓器T1、功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管01、功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管Sd1、功率解耦變換器解耦開關(guān)管Sca和功率解耦電容Ccl ;所述功率解耦變換器輸入二極管Ds的陽極與光伏組件輸出電壓的正極端及所述漏感能量回饋電容Cs的一端相連接，功率解耦變換器輸入二極管隊(duì)的陰極與所述漏感能量回饋電容Cs的另一端及所述功率解耦變換器變壓器T1同名端以及所述功率解耦變換器解耦開關(guān)管Sca的漏極相連接，所述功率解耦變換器變壓器T1的一次側(cè)繞組的非同名端與所述功率解耦變換器主開關(guān)管Sml的漏極及所述功率解耦電容Ccl的一端相連，所述功率解耦電容Ccl的另一端與所述功率解耦變換器解耦開關(guān)管Sca的源極相連，所述功率解耦變換器主開關(guān)管Sml的源極與所述直流側(cè)輸入電容Cin的另一端和所述主反激變換器主開關(guān)管Sm2的源極以及光伏組件輸出電壓的負(fù)極端相連接，所述功率解耦變換器變壓器T1 二次側(cè)繞組的非同名端與所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管Sdi的漏極連接，所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管Sdi的源極與功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管D1的陰極相連，所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管D1的陽極與所述主反激變換器20 二次繞組同名端相連，所述功率解耦變換器變壓器T1 二次側(cè)繞組同名端與所述主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3的陰極以及所述逆變電路30連接。
[0009]所述逆變電路30包括第一逆變晶閘管S1、第二逆變晶閘管S2、第三逆變開關(guān)管S3和第四逆變開關(guān)管S4;所述第一逆變晶閘管S1的陽極與所述第二晶閘管S2的陽極連接在一起并與第一級濾波電容C。的一端相連，所述第一逆變晶閘管S1的陰極與所述第四逆變開關(guān)管S4的漏極相連接并與所述輸出濾波電路40的一個(gè)輸入端相連，所述第二晶閘管S2的陰極與所述第三逆變開關(guān)管S3的漏極相連并與所述輸出濾波電路40的另外一個(gè)輸入端相連接，所述第三逆變開關(guān)管S3的源極與所述第四逆變開關(guān)管S4的源極相連并與所述主反激變換器20 二次繞組同名端以及所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管D1的陽極相連。
[0010]所述輸出濾波電路40包括濾波電容Ctjl和濾波電感L。；所述濾波電容Ctjl的一端與所述濾波電感L。的一端相互連接并且與所述逆變電路30的一個(gè)輸出端相連，所述濾波電容Ctjl的另一端與所述逆變電路30的另一個(gè)輸出端及電網(wǎng)的一端相連，所述濾波電感L。的另一端與電網(wǎng)的另一端相連。
[0011]所述直流側(cè)輸入電容Cin、第一級濾波電容C。、主反激變換器有源鉗位電容(；2、漏感能量回饋電容cs、功率解耦電容Ccl、濾波電容Ctjl為非電解電容。
[0012]當(dāng)光伏組件的輸出功率大于光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率時(shí)，所述主反激變換器20的輸出功率經(jīng)逆變電路30及輸出濾波電路40將能量傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，也即主反激變換器20的輸出功率等于光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率；所述的功率解耦變換器10工作在Buck-Boost模式，將光伏組件輸出的多余功率存儲在所述功率解耦電容Cca中，主反激變換器20與功率解耦變換器10的輸出功率之和等于太陽能光伏組件的輸出功率。
[0013]當(dāng)光伏組件的輸出功率小于并網(wǎng)逆變器的輸出功率時(shí)，所述主反激變換器20將光伏組件所有的輸出功率傳送到電網(wǎng)，所述的功率解耦變換器10工作在反激變換器模式，將存儲在所述功率解耦電容Cca中的能量傳送到電網(wǎng)，并且在工作過程中所述主反激變換器20傳送至電網(wǎng)的功率與所述功率解耦變換器10傳送到電網(wǎng)的功率之和等于光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率。
[0014]所述主反激變換器變壓器T2的漏感能量經(jīng)過所述主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Sc2和所述主反激變換器有源鉗位電容(；2構(gòu)成的支路吸收回饋；所述功率解耦變換器變壓器T1的漏感能量在所述的功率解耦變換器10工作在Buck-Boost模式時(shí)由所述功率解耦變換器解耦開關(guān)管Sca、功率解耦電容Cca構(gòu)成的支路吸收回饋；所述功率解耦變換器變壓器T1的漏感能量在所述的功率解耦變換器10工作在反激變換器模式時(shí)經(jīng)過漏感能量回饋電容Cs、所述直流側(cè)輸入電容Cin及所述主反激變換器主開關(guān)管Sm2的體二極管Dm2、體電容Cm2反饋到直流輸入端。
[0015]本發(fā)明所提出的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器的主要特點(diǎn)和技術(shù)效果總結(jié)如下:
[0016](I)所提出的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浼翱刂品绞綄⒐夥⒕W(wǎng)逆變器輸出的能量拆分為直流功率部分與需要解耦的交流功率部分，并通過主反激變換器與功率解耦變換器分別進(jìn)行傳送，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)功率解耦，達(dá)到了功率解耦的目的，完成了去掉直流輸入側(cè)大電解電容的目標(biāo)，解決了由于存在大電解電容而導(dǎo)致的光伏并網(wǎng)逆變器可靠性低、使用壽命短的缺點(diǎn)。
[0017](2)所提出的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器主反激變換器和功率解耦變換器交錯(cuò)工作，減小了輸入輸出電流紋波，有益于減小輸出電流諧波；同時(shí)輸入輸出之間實(shí)現(xiàn)了電氣隔離。
[0018](3)所提出的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器的能量高頻變換系數(shù)(即被高頻變換的能量與直流側(cè)輸入能量的比值)為1.318，這是實(shí)現(xiàn)功率解耦所需要的最小的高頻變換系數(shù)。盡可能少的能量高頻變換可以最大限度降低由于高頻能量變換帶來的效率損失。
[0019](4)實(shí)現(xiàn)了具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器中所有漏感能量的吸收和回饋，變換器一次側(cè)的開關(guān)管不再需要額外的吸收保護(hù)電路；同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)所述主反激變換器主開關(guān)管和所述主反激變換器有源鉗位開關(guān)管的軟開關(guān)；提高了光伏并網(wǎng)逆變器的功率轉(zhuǎn)換效率。
[0020]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了光伏并網(wǎng)逆變器直流側(cè)輸入功率與交流側(cè)輸出功率之間的功率解耦，使得在光伏并網(wǎng)逆變器直流輸入側(cè)采用小容量的非電解電容就可以實(shí)現(xiàn)光伏組件輸出的直流穩(wěn)壓作用，提高了光伏組件最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)效率；而且用可靠性高的非電解電容取代了電解電容，解決了光伏并網(wǎng)逆變器由于使用電解電容而導(dǎo)致的整體使用壽命縮短的難題；同時(shí)對電路中變壓器漏感能量實(shí)現(xiàn)了吸收回饋，并且實(shí)現(xiàn)了主反激變換器主開關(guān)管的軟開關(guān)，提高了光伏并網(wǎng)逆變器的功率轉(zhuǎn)換效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器電路原理圖。
[0022]圖2為本發(fā)明具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器在直流側(cè)輸入功率Ppv大于交流側(cè)輸出功率Pa。時(shí)電路工作示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器在直流側(cè)輸入功率Ppv小于交流側(cè)輸出功率Pa。時(shí)電路工作示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器各功率變換部分在一個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)主要工作電流的原理示意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器主反激變換器實(shí)現(xiàn)漏感能量吸收與高頻工作開關(guān)管軟開關(guān)過程的示意圖。
[0026]圖6為本發(fā)明具有主動(dòng)功率解耦的光伏并網(wǎng)逆變器在一個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)的主要工作波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]本發(fā)明所述的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，包括主反激變換器20、功率解耦變換器10、第一級濾波電容C。、逆變電路30和輸出濾波電路40。光伏組件的輸出電壓經(jīng)過一個(gè)與光伏組件輸出端并聯(lián)的直流側(cè)輸入電容Cin后分別與主反激變換器20的輸入端、功率解耦變換器10的輸入端連接，主反激變換器20的輸出端與功率解耦變換器10輸出端互相連接并與第一級濾波電容C。輸入端連接，第一級濾波電容C。的輸出端與逆變電路30的輸入端連接，逆變電路30的輸出端與輸出濾波電路40的輸入端連接。
[0029]在本實(shí)施例中，主反激變換器20包括主反激變換器主開關(guān)管Sm2 (其中Dm2、Cffl2分別為Sm2的體二極管和體電容)、主反激變換器變壓器T2、主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3、主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Se2、主反激變換器有源鉗位電容(:。2 ;功率解耦變換器10包括功率解耦變換器輸入二極管Ds、漏感能量回饋電容Cs、功率解耦變換器主開關(guān)管Sml (其中Dml、Cml分別為Sml的體二極管和體電容)、功率解耦變換器變壓器T1、功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管D1、功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管Sdi (Ddi為Sdi的體二極管)、功率解耦變換器解耦開關(guān)管Scl、功率解耦電容Ccl ;逆變電路30包括第一逆變晶閘管S1、第二逆變晶閘管S2、第三逆變開關(guān)管S3、第四逆變開關(guān)管S4 ;輸出濾波電路40包括濾波電容Ctjl和濾波電感L。。
[0030]光伏組件的輸出電壓經(jīng)過一個(gè)與光伏組件輸出端并聯(lián)的直流側(cè)輸入電容Cin，主反激變換器變壓器T2的一次側(cè)繞組同名端與光伏組件輸出電壓的正極端和直流側(cè)輸入電容Cin的一端以及主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Sci2的漏極相連，主反激變換器變壓器T2的一次側(cè)繞組的非同名端與反激變換器主開關(guān)管Sm2的漏極及主反激變換器有源鉗位電容Cd的一端相連，主反激變換器有源鉗位電容Cd的另一端與主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Sc2的源極相連，主反激變換器主開關(guān)管Sm2的源極與直流側(cè)輸入電容Cin的另一端和功率解耦變換器主開關(guān)管Sml的源極以及光伏組件輸出電壓的負(fù)極端相連接，主反激變換器變壓器T2二次側(cè)繞組的非同名端與主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3的陽極連接，主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3的陰極與第一級濾波電容C。的一端和功率解耦變換器變壓器T1 二次側(cè)同名端相連并與逆變電路30中第一逆變晶閘管S1的陽極、第二逆變晶閘管S2的陽極連接，主反激變換器變壓器T2的二次側(cè)繞組同名端與第一級濾波電容C。的另一端以及逆變電路30中第三逆變開關(guān)管S3的源極、第四逆變開關(guān)管S4的源極連接。功率解耦變換器輸入二極管Ds的陽極與光伏陣列輸出電壓的正極端及漏感能量回饋電容Cs的一端相連接，功率解耦變換器輸入二極管隊(duì)陰極與漏感能量回饋電容Cs的另一端及功率解耦變換器變壓器T1同名端以及功率解耦變換器解耦開關(guān)管Sca漏極相連接，功率解耦變換器變壓器T1的一次側(cè)繞組的非同名端與功率解耦變換器主開關(guān)管Sml的漏極及功率解耦電容Cca的一端相連，功率解耦電容Cca的另一端與功率解耦變換器解耦開關(guān)管Scl的源極相連，功率解耦變換器主開關(guān)管Sml源極與直流側(cè)輸入電容Cin的另一端和功率解耦變換器主開關(guān)管Sml源極以及光伏陣列輸出電壓的負(fù)極端相連接，功率解耦變換器變壓器T1 二次側(cè)繞組的非同名端與功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管Sdi的漏極連接，功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管Sdi的源極與功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管D1的陰極相連，功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管D1的陽極與主反激變換器T2 二次繞組同名端相連并與逆變電路30中第三逆變開關(guān)管S3的源極、第四逆變開關(guān)管S4的源極連接，功率解耦變換器變壓器T1 二次側(cè)繞組同名端與主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管D3的陰極以及逆變電路30中第一逆變晶閘管S1的陽極、第二逆變晶閘管S2的陽極連接。逆變電路30中第一逆變晶閘管S1的陰極與第四逆變開關(guān)管S4的漏極相連并與輸出濾波電路40中的濾波電容Ctjl和濾波電感L。一端相連，第二逆變晶閘管S2的陰極與第三逆變開關(guān)管S3的漏極相連并與輸出濾波電路40中的濾波電容Ctjl的另一端以及電網(wǎng)電壓的一端相連，輸出濾波電路40中的濾波電感L。另一端與電網(wǎng)電壓的另一端相連。
[0031]本實(shí)施實(shí)例中功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管Sd1、第一逆變晶閘管S1、第二逆變晶閘管S2、第三逆變開關(guān)管S3、第四逆變開關(guān)管S4工作頻率為電網(wǎng)電壓頻率，具體實(shí)施時(shí)可以采用晶閘管或者M(jìn)OSFET ;主反激變換器主開關(guān)管Sm2、主反激變換器有源鉗位開關(guān)管Se2、功率解耦變換器主開關(guān)管Sml、功率解耦變換器解耦開關(guān)管Sca為高頻工作開關(guān)管，具體實(shí)施時(shí)可以采用MOSFET。
[0032]直流側(cè)輸入電容Cin、第一級濾波電容C。、主反激變換器有源鉗位電容(；2、漏感能量回饋電容cs、功率解耦電容Cca、濾波電容Ctjl等為非電解電容。
[0033]并網(wǎng)應(yīng)用一般希望是單位功率因數(shù)并網(wǎng)，注入電網(wǎng)的電流和電網(wǎng)電壓同相位。電網(wǎng)電壓、并網(wǎng)電流表達(dá)式分別為:
[0034]Ug (t) =UgXsin(cogt) (I)
[0035]ig(t) = IgXsin(cogt) (2)
[0036]其中Ug、Ig分別為電網(wǎng)電壓峰值和并網(wǎng)電流峰值，則并網(wǎng)逆變器的輸出功率為:
【權(quán)利要求】
1.一種具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:包括主反激變換器(20)、功率解耦變換器(10)、第一級濾波電容(C。)、逆變電路(30)和輸出濾波電路(40)；光伏組件的輸出電壓經(jīng)過一個(gè)與光伏組件輸出端并聯(lián)的直流側(cè)輸入電容(Cin)后分別與主反激變換器(20)的輸入端、功率解耦變換器(10)的輸入端連接，所述主反激變換器(20)的輸出端與所述功率解耦變換器(10)的輸出端互相連接并與第一級濾波電容(C。)的輸入端連接，所述第一級濾波電容(C。)的輸出端與逆變電路(30)的輸入端連接，所述逆變電路(30)的輸出端與輸出濾波電路(40)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述主反激變換器(20)包括主反激變換器主開關(guān)管(Sm2)、主反激變換器變壓器(T2)、主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D3)、主反激變換器有源鉗位開關(guān)管(SJ和主反激變換器有源鉗位電容(CJ ;所述主反激變換器變壓器(T2)的一次側(cè)繞組同名端與光伏組件輸出電壓的正極端和所述直流側(cè)輸入電容(Cin)的一端以及所述主反激變換器有源鉗位開關(guān)管(Sc2)的漏極相連，所述主反激變換器的變壓器(T2)的一次側(cè)繞組的非同名端與所述反激變換器主開關(guān)管(Sm2)的漏極及所述主反激變換器有源鉗位電容(CJ的一端相連，所述主反激變換器有源鉗位電容(CJ的另一端與所述主反激變換器有源鉗位開關(guān)管(SJ的源極相連，所述主反激變換器主開關(guān)管(Sm2)的源極與所述直流側(cè) 輸入電容(Cin)的另一端和所述功率解耦變換器主開關(guān)管(Sml)的源極以及光伏組件輸出電壓的負(fù)極端相連接，所述主反激變換器變壓器(T2) 二次側(cè)繞組的非同名端與所述主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D3)的陽極連接，所述主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D3)的陰極與所述第一級濾波電容(C。)的一端和所述功率解耦變換器(10)變壓器二次側(cè)同名端相連，所述主反激變換器(20) 二次側(cè)繞組同名端與所述第一級濾波電容(C。)的另一端以及所述逆變電路(30)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述功率解耦變換器(10)包括功率解耦變換器輸入二極管(Ds)、漏感能量回饋電容(Cs)、功率解耦變換器主開關(guān)管(Sml)、功率解耦變換器變壓器(T1)、功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D1)、功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管(Sdi)、功率解耦變換器解耦開關(guān)管(Sca)和功率解耦電容(Cca);所述功率解耦變換器輸入二極管(Ds)的陽極與光伏組件輸出電壓的正極端及所述漏感能量回饋電容(Cs)的一端相連接，功率解耦變換器輸入二極管(Ds)的陰極與所述漏感能量回饋電容(Cs)的另一端及所述功率解耦變換器變壓器(T1)同名端以及所述功率解耦變換器解耦開關(guān)管(Sca)的漏極相連接，所述功率解耦變換器變壓器(T1)的一次側(cè)繞組的非同名端與所述功率解耦變換器主開關(guān)管(Sml)的漏極及所述功率解耦電容(Cca)的一端相連，所述功率解耦電容(Cca)的另一端與所述功率解耦變換器解耦開關(guān)管(Scl)的源極相連，所述功率解耦變換器主開關(guān)管(Sml)的源極與所述直流側(cè)輸入電容(Cin)的另一端和所述主反激變換器主開關(guān)管(Sm2)的源極以及光伏組件輸出電壓的負(fù)極端相連接，所述功率解耦變換器變壓器(T1) 二次側(cè)繞組的非同名端與所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管(Sdi)的漏極連接，所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出開關(guān)管(Sdi)的源極與功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D1)的陰極相連，所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D1)的陽極與所述主反激變換器(20) 二次繞組同名端相連，所述功率解耦變換器變壓器(T1) 二次側(cè)繞組同名端與所述主反激變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D3)的陰極以及所述逆變電路(30)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率解耦的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述逆變電路(30)包括第一逆變晶閘管(SJ、第二逆變晶閘管(S2)、第三逆變開關(guān)管(S3)和第四逆變開關(guān)管(S4);所述第一逆變晶閘管(S1)的陽極與所述第二晶閘管(S2)的陽極連接在一起并與第一級濾波電容(C。)的一端相連，所述第一逆變晶閘管(S1)的陰極與所述第四逆變開關(guān)管(S4)的漏極相連接并與所述輸出濾波電路(40)的一個(gè)輸入端相連，所述第二晶閘管(S2)的陰極與所述第三逆變開關(guān)管(S3)的漏極相連并與所述輸出濾波電路(40)的另外一個(gè)輸入端相連接，所述第三逆變開關(guān)管(S3)的源極與所述第四逆變開關(guān)管(S4)的源極相連并與所述主反激變換器(20) 二次繞組同名端以及所述功率解耦變換器二次側(cè)輸出整流二極管(D1)的陽極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述輸出濾波電路(40)包括濾波電容(CJ和濾波電感(L。)；所述濾波電容(CJ的一端與所述濾波電感(L。)的一端相互連接并且與所述逆變電路(30)的一個(gè)輸出端相連，所述濾波電容(CJ的另一端與所述逆變電路(30)的另一個(gè)輸出端及電網(wǎng)的一端相連，所述濾波電感(L。)的另一端與電網(wǎng)的另一端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述直流側(cè)輸入電容(Cin)、第一級濾波電容(C。)、主反激變換器有源鉗位電容(CJ、漏感能量回饋電容(Cs)、功率解耦電容(Ccl)、濾波電容(C。)為非電解電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率解耦的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:當(dāng)光伏組件的輸出功率大于光伏并 網(wǎng)逆變器的輸出功率時(shí)，所述主反激變換器(20)的輸出功率經(jīng)逆變電路(30)及輸出濾波電路(40)將能量傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，也即主反激變換器(20)的輸出功率等于光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率，所述的功率解耦變換器(10)工作在Buck-Boost模式，將光伏組件輸出的多余功率存儲在所述功率解耦電容(Ccl)中，主反激變換器(20)與功率解耦變換器(10)的輸出功率之和等于光伏組件的輸出功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:當(dāng)光伏組件的輸出功率小于并網(wǎng)逆變器的輸出功率時(shí)，所述主反激變換器(20)將所有的光伏組件輸出的功率傳送到電網(wǎng)，所述的功率解耦變換器(10)工作在反激變換器模式，將存儲在所述功率解耦電容(CJ中的能量傳送到電網(wǎng)。所述主反激變換器(20)傳送至電網(wǎng)的功率與所述功率解耦變換器(10)傳送到電網(wǎng)的功率之和等于光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主動(dòng)功率解耦功能的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述主反激變換器變壓器(T2)的漏感能量經(jīng)過所述主反激變換器有源鉗位開關(guān)管(SJ和所述主反激變換器有源鉗位電容(CJ構(gòu)成的支路吸收回饋；所述功率解耦變換器變壓器(T1)的漏感能量在所述的功率解耦變換器(10)工作在Buck-Boost模式時(shí)由所述功率解耦變換器解耦開關(guān)管(Sca)、功率解耦電容(Cca)構(gòu)成的支路吸收回饋；所述功率解耦變換器變壓器(T1)的漏感能量在所述的功率解耦變換器(10)工作在反激變換器模式時(shí)經(jīng)過漏感能量回饋電容(Cs)、所述直流側(cè)輸入電容(Cin)及所述主反激變換器主開關(guān)管(Sm2)的體二極管(Dni2)、體電容(C1112)反饋到直流輸入端。
【文檔編號】H02M3/338GK103986185SQ201410189850
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】周洪偉, 張磊, 劉永奎 申請人:特變電工新疆新能源股份有限公司, 特變電工西安電氣科技有限公司