一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器，屬于電力電子變換與智能電網(wǎng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能的利用是緩解全球能源緊缺與環(huán)境污染問(wèn)題的重要途徑，光伏發(fā)電就是近年來(lái)研宄的熱點(diǎn)之一。采用目前成熟的電力電子變流技術(shù)可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電壓變換與功率控制。
[0003]在電壓型逆變器中，最早廣泛應(yīng)用的是兩電平逆變器。兩電平逆變器一個(gè)最大的弱點(diǎn)就是，受開(kāi)關(guān)管功率和耐壓的的限制，不宜實(shí)現(xiàn)高壓大功率輸出。為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常的辦法是將開(kāi)關(guān)管直接串聯(lián)，但是這樣做還需要解決開(kāi)關(guān)管串聯(lián)引起的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)均壓?jiǎn)栴}，同時(shí)還需要加入輸出濾波器，以降低輸出諧波和du/dt。為了解決上述技術(shù)難題，20世紀(jì)80年代，在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)電力系統(tǒng)直流輸電、無(wú)功補(bǔ)償、電力有源濾波以及高壓大功率交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的需要，多電平逆變器開(kāi)始出現(xiàn)，并受到越來(lái)越多人們的關(guān)注。
[0004]多電平逆變器具有器件電壓應(yīng)力低、輸出波形總諧波畸變率低、系統(tǒng)電磁干擾小、損耗小等優(yōu)點(diǎn)，受到并網(wǎng)發(fā)電、新能源、燃料電池、交流電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域的極大關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器，它除具有多電平逆變器輸出波形總諧波畸變率低、系統(tǒng)電磁干擾小、損耗小等優(yōu)點(diǎn)之外，開(kāi)關(guān)器件的電壓應(yīng)力減少為輸入電壓的一半，輸出濾波電感和輸出濾波電容的尺寸均有所減小，可以應(yīng)用于高壓大功率光伏發(fā)電場(chǎng)合。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器，包括Boost升壓電路、三電平逆變電路，光伏陣列、Boost升壓電路、三電平逆變電路、負(fù)載依次連接，將光伏陣列輸出直流電能變換成為交流電能并為負(fù)載供電；B00st升壓電路包括光伏側(cè)儲(chǔ)能電容Q、Boost升壓電感Lu、Boost升壓電路開(kāi)關(guān)器件Sp Boost升壓電路二極管Dtl,三電平逆變電路包括直流側(cè)儲(chǔ)能電容C1、直流側(cè)儲(chǔ)能電容C2、開(kāi)關(guān)器件S1' S 6及其各自的反并聯(lián)二極管D1' D 6、鉗位二極管D7、鉗位二極管D8、輸出濾波電感L、輸出濾波電容C ;光伏陣列與光伏側(cè)儲(chǔ)能電容Cci并聯(lián)連接，光伏陣列輸出正極與Boost升壓電感L C1相連，Boost升壓電感Ltl另一端與Boost升壓電路開(kāi)關(guān)器件S C1的集電極、Boost升壓電路二極管D ^的陽(yáng)極相連，Boost升壓電路二極管Dtl的陰極與直流側(cè)儲(chǔ)能電容C i的一端、開(kāi)關(guān)器件S i的集電極、反并聯(lián)二極管D1的陰極、開(kāi)關(guān)器件S 5的集電極、反并聯(lián)二極管D 5的陰極相連，直流側(cè)儲(chǔ)能電容C1的另一端與直流側(cè)儲(chǔ)能電容C 2的一端、鉗位二極管D 7的陽(yáng)極、鉗位二極管D 8的陰極相連，直流側(cè)儲(chǔ)能電容C2的另一端與光伏陣列輸出負(fù)極、Boost升壓電路開(kāi)關(guān)器件Stl的發(fā)射極、開(kāi)關(guān)器件&的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管D 4的陽(yáng)極、開(kāi)關(guān)器件S 6的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管D6的陽(yáng)極相連，開(kāi)關(guān)器件S i的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D i的陽(yáng)極、鉗位二極管D 7的陰極、開(kāi)關(guān)器件&的集電極、反并聯(lián)二極管D 2的陰極相連，開(kāi)關(guān)器件S 2的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D 2的陽(yáng)極、輸出濾波電感L的一端、開(kāi)關(guān)器件&的集電極、反并聯(lián)二極管D3的陰極相連，輸出濾波電感L的另一端與輸出濾波電容C的一端相連，開(kāi)關(guān)器件S3的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D3的陽(yáng)極、鉗位二極管D 8的陽(yáng)極、開(kāi)關(guān)器件S 4的集電極、反并聯(lián)二極管D 4的陰極相連，開(kāi)關(guān)器件S5的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D 5的陽(yáng)極、輸出濾波電容C的另一端、開(kāi)關(guān)器件S 6的集電極、反并聯(lián)二極管隊(duì)的陰極相連，負(fù)載與輸出濾波電容C并聯(lián)連接；鉗位二極管07的陽(yáng)極與鉗位二極管D8的陰極連接點(diǎn)接地。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:1、Boost升壓電路實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，三電平逆變電路降低了輸出電壓的總諧波畸變率，系統(tǒng)電磁干擾小、損耗?。?、三電平逆變電路中開(kāi)關(guān)器件的電壓應(yīng)力減小為輸入電壓的一半，輸出濾波電感和輸出濾波電容的尺寸均有所減小，可以應(yīng)用于高壓大功率光伏發(fā)電場(chǎng)合。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型等效電路圖；開(kāi)關(guān)器件S2的發(fā)射極與開(kāi)關(guān)器件S3的集電極連接點(diǎn)記為節(jié)點(diǎn)a，開(kāi)關(guān)器件S5的發(fā)射極與開(kāi)關(guān)器件S 6的集電極連接點(diǎn)記為節(jié)點(diǎn)b，u ab為節(jié)點(diǎn)a、b之間的電壓小為流過(guò)輸出濾波電感L的電流。
[0010]圖3為本實(shí)用新型工作模態(tài)I示意圖。
[0011]圖4為本實(shí)用新型工作模態(tài)2示意圖。
[0012]圖5為本實(shí)用新型工作模態(tài)3示意圖。
[0013]圖6為本實(shí)用新型工作模態(tài)4示意圖。
[0014]圖7為本實(shí)用新型工作模態(tài)5示意圖。
[0015]圖8為本實(shí)用新型工作模態(tài)6示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1所示為適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，包括Boost升壓電路、三電平逆變電路，光伏陣列、Boost升壓電路、三電平逆變電路、負(fù)載依次連接，將光伏陣列輸出直流電能變換成為交流電能并為負(fù)載供電；BooSt升壓電路包括光伏側(cè)儲(chǔ)能電容Q、Boost升壓電感Lu、Boost升壓電路開(kāi)關(guān)器件Sd、Boost升壓電路二極管Dtl,三電平逆變電路包括直流側(cè)儲(chǔ)能電容C1、直流側(cè)儲(chǔ)能電容C2、開(kāi)關(guān)器件S1' S 6及其各自的反并聯(lián)二極管
D6、鉗位二極管D7、鉗位二極管D8、輸出濾波電感L、輸出濾波電容C ;光伏陣列與光伏側(cè)儲(chǔ)能電容Cci并聯(lián)連接，光伏陣列輸出正極與Boost升壓電感Lci相連，Boost升壓電感Lci另一端與Boost升壓電路開(kāi)關(guān)器件Stl的集電極、Boost升壓電路二極管D C1的陽(yáng)極相連，Boost升壓電路二極管Dtl的陰極與直流側(cè)儲(chǔ)能電容C i的一端、開(kāi)關(guān)器件S ^勺集電極、反并聯(lián)二極管D1的陰極、開(kāi)關(guān)器件S 5的集電極、反并聯(lián)二極管D 5的陰極相連，直流側(cè)儲(chǔ)能電容C i的另一端與直流側(cè)儲(chǔ)能電容(:2的一端、鉗位二極管D7的陽(yáng)極、鉗位二極管D8的陰極相連，直流側(cè)儲(chǔ)能電容C2的另一端與光伏陣列輸出負(fù)極、Boo