[实用新型]一种光伏逆变器主拓扑电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种以三相桥式电路为基础的单级光伏逆变器的电路拓扑结构。

背景技术

能源是人类社会赖以发展的基础。但是随着世界经济的快速发展、世界人口的急剧增加和人民生活水平的不断提高，对能源的需求量持续增加，传统的煤、石油、天然气等化石能源正日趋枯竭，能源危机已摆在人类面前。本世纪初进行的关于世界能源储量数据的调查结果显示:煤炭可开采量为227年，石油可开采量为39.9年，天然气可开采量为61年，铀可开采量为71年，如果再考虑到世界能源消费量的增长，化石能源将会在未来的某一天达到极限。由于传统化石能源枯竭，新的能源供应体系尚未建立而在与能源有关的各方面造成一系列问题统称为能源危机。由于能源危机，世界工业将大幅萎缩，将直接阻碍人类社会的发展。因此，人类要充分利用自己的智慧，努力寻找和探索新的能源方式来替代传统的能源方式。可以预计，在下个世纪，太阳能将成为能源的重要来源，因此开发利用太阳能受到越来越普遍的重视，成为目前各国都在研究的重大课题。

随着光伏发电的兴起和发展，光伏逆变器作为光伏系统中重要的部件，其研究也越来越受到人们的重视。研究热点主要集中于新拓扑结构的研究、控制方法的研究及新的逆变技术的研究。在拓扑结构的研究中，很多逆变器拓扑结构被提出，而各种不同的拓扑结构分别应用于不同的逆变器技术中。近年来，AC 模块逆变器得到迅速发展，因其具有灵活性高、适应大批量生产等特点，出现了大量的逆变器拓扑结构应用于 AC 模块中。

目前，光伏逆变器拓扑的研究都向着更紧凑的设计、更宽的输入输出电压范围、更高效率的方向发展。传统的电压源型逆变器大都是基于buck型电路拓扑，只能产生幅值比输入直流电压低的输出交流电压。并且往往带有体积巨大的重型工频变压器，因此具有体积大、噪声大等缺点，并且逆变效率不高。本实用新型利用单级三相桥式电路结构，提出了一种新型的光伏逆变器的拓扑结构。主电路结构简单，控制技术成熟有功、无功解耦控制，结构紧凑对称易于结构优化，适用于 AC 模块，单级设计，大大降低了开关损耗，提高了系统效率。

发明内容

本实用新型公开一种以三相桥式电路为基础的单级光伏逆变器的电路拓扑结构。

一种光伏逆变器主拓扑电路，由六个IGBT功率开关，一个母线电容C，三个滤波电感和三个滤波电容组成，滤波电容C₁  的一端与滤波电容C₂ 的一端连接，滤波电容C₂  的一端与滤波电容C₃ 的一端连接，滤波电容C₁的另外一端与滤波电感L₁ 的一端连接，滤波电容C₂的另外一端与滤波电感L₂ 的一端连接，滤波电容C₃的另外一端与滤波电感L₃ 的一端连接，所述的三个滤波电感和三个滤波电容组成三相LC滤波器；六个IGBT功率开关组成三相桥式结构，上桥臂由IGBT功率开关S_a1 、IGBT功率开关S_b1和IGBT功率开关S_c1组成；下桥臂由IGBT功率开关S_a0、IGBT功率开关S_b0和IGBT功率开关S_c0组成；滤波电感L₁的另外一端a分别与IGBT功率开关S_a1的发射极、IGBT功率开关S_a0的集电极连接，滤波电感L₂的另外一端b分别与IGBT功率开关S_b1的发射极、IGBT功率开关S_b0的集电极连接，滤波电感L₃的另外一端c分别与IGBT功率开关S_c1的发射极、IGBT功率开关S_c0的集电极连接，IGBT功率开关S_a1的集电极、IGBT功率开关S_b1的集电极和IGBT功率开关S_c1的集电极与母线电容C的正极连接，IGBT功率开关S_a0的集电极、IGBT功率开关S_b0的集电极和IGBT功率开关S_c0的发射极与母线电容C的负极连接，母线电容C与光伏阵列连接。