[发明专利]一种带有功率解耦电路的反激式微型光伏并网逆变器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明一种带有功率解耦电路的反激式微型光伏并网逆变器及其控制方法。

背景技术

微型光伏并网逆变器由于其能量利用率高、系统扩展性好、易于安装等优点，越来越受到人们的重视。特别是，将微型逆变器与单个太阳能光伏阵列相结合构成AC模块时，逆变器需要有与光伏阵列相匹配的寿命。

微型光伏并网逆变器中，太阳能光伏阵列由于MPPT的作用产生光滑直流的功率，而并网测的功率为两倍电网频率的功率脉动。通常在太阳能光伏阵列两端并联大容值的电解电容来解决这个瞬时功率不平衡的问题，实现功率解耦。然而电解电容的寿命很短，远低于太阳能光伏阵列的寿命。因此，电解电容成为制约逆变器寿命的关键因素，也降低了整个系统的可靠性。

发明内容

本发明第一个目的是针对背景技术中并网逆变器存在的缺陷，为提高逆变器的寿命和可靠性，提供一种带有功率解耦电路的反激式微型光伏并网逆变器。为此，本发明采用以下技术方案：

一种带有功率解耦电路的反激式微型光伏并网逆变器，它包括一个反激变换器和一个工频极性转换电路；太阳能光伏阵列的输出电压通过一并联在太阳能光伏阵列的输出电压上的输入滤波电容与输出滤波电容和所述反激变换器的输入端相连接；所述反激变换器的输出端口与所述工频极性转换电路相连接；所述反激变换器中设有一个功率解耦电路，所述功率解耦电路输入端与太阳能光伏阵列和输入滤波电容相连接，输出端与所述反激变换器原边相连接。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述的功率解耦电路包括第一解耦开关管、第二解耦开关管、一个解耦二极管、一个解耦电感和一个解耦电容；所述第一解耦开关管和所述解耦电感串联后与太阳能光伏阵列和输入滤波电容连接；所述的解耦电容一端与太阳能光伏阵列的输出电压的正极性端和所述输入滤波电容的一端连接，所述的解耦电容另一端与解耦二极管的正极、所述第二解耦开关管的源极相连接；所述解耦二极管的负极与所述解耦开关管的源极和所述解耦电感的一端相连接，所述解耦电感的另一端与太阳能光伏阵列的输出电压的负极性端和所述输入滤波电容的另一端连接；所述第二解耦开关管的漏极与所有反激变换器原边开关管的漏极连接。

所述反激变换器包括原边开关管、变压器、副边开关管和副边整流二极管；所述反激变压器的原边绕组的同名端与太阳能光伏阵列的输出电压的正极性端和所述输入滤波电容的一端连接，所述反激变压器的原边绕组的非同名端与所述原边开关管的漏极、所述第二解耦开关管的漏极连接；所述原边开关管的源极与所述输入滤波电容的另一端以及太阳能光伏阵列的输出电压的负极性端连接；所述反激变压器的副边绕组的非同名端与所述副边开关管的漏接连接；所述副边开关管的源极与所述副边整流二极管的正极连接；所述副边整流二极管的负极与输出滤波电容的一端和相连接。所述反激变压器的副边绕组的同名端与所述输出滤波电容的另一端连接。

所述工频极性转换电路的输入与所述输出滤波电容相连接。所述工频极性转换电路是由四个开关管构成的全桥逆变电路；所述工频极性转换电路中四个开关管的工频驱动信号，对管驱动同相，上下管驱动反相。

所述输入滤波电容、输出滤波电容及解耦电容为非电解电容。

本发明另一个目的是提供一种上述光伏并网逆变器的控制方法。为此，本发明采用以下技术方案：所述反激变换器的变压器原边励磁电流采用峰值电流控制，将变压器副边输出平均电流调制为正弦半波形状；所述反激变换器的输出电压被电网电压嵌位；所述工频极性转换电路通过极性转换的方法处理所述反激变换器输出的正弦半波电流，并将其并入电网，实现输出正弦并网电流。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

当光伏并网逆变器的输出功率不大于太阳能光伏阵列的输出功率时，所述反激变换器原边开关管开通，所述变压器原边励磁电感按正弦电流基准充磁，随后所述反激变换器原边开关管关断，所述解耦电路工作，所述第一解耦开关管开通，所述解耦电感电流达到解耦峰值电流基准后所述第一解耦开关管关断；所述解耦电感电流经过太阳能光伏阵列，所述解耦电容和所述解耦二极管续流，直至电流降为零；随后所述反激变压器副边开关管导通，变压器存储的能量耦合到副边，通过所述工频极性转换电路释放给电网。