[实用新型]一种延长直流分布式电源寿命的逆变装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电能变换装置中的直流-交流变换器技术领域，具体涉及一种延长直流分布式电源寿命的逆变装置。

背景技术

太阳能与燃料电池等直流分布式电源广泛应用于笔记本等便携式设备、电动汽车以及分布式发电系统中。给便携式设备供电属于直流供电，而应用于电动汽车或分布式发电系统属于交流供电系统。当应用于交流供电系统时，50Hz的交流电会在分布式电源的输出直流端产生100Hz的纹波，该纹波会导致系统输出特性出现迟滞现象，威胁直流分布式电源的安全运行。与此同时，100Hz的低频纹波电流还会导致其供电效率低。因此，抑制低频纹波电流是延长直流分布式电源寿命的一个重要研究方向。

直流分布式电源输出的直流电压范围较宽，如采用传统的单级半桥或全桥逆变器直接实现能量转换，虽然其变换结构简洁，但电源输出端低频电流纹波大。为了抑制低频纹波电流，需要在分布式电源输出端并联大容量的电解电容、蓄电池或接入有源滤波装置，虽然有效抑制了低频纹波电流，但电解电容、蓄电池以及有源滤波装置会增加系统成本。另外，大量使用电解电容还会影响系统的使用寿命。由于直流分布式电源输出电压等级较低，基于单级逆变器的供电系统需要加入体积笨重的工频升压变压器。为了省去工频变压器，可以在其输出端加入一级DC/DC变换器。DC/DC变换器将电源输出的直流电升压并稳定在合理的电压值，后级逆变器将该电压转换为高品质的交流电。虽然采用两级式的供电系统简化了逆变器的控制，但直流分布式电源输出端的低频纹波电流并没有得到改善，仍需要借助于电解电容、蓄电池或有源滤波装置来抑制低频纹波电流。也有人提出前级DC/DC变换器采用有源控制技术抑制直流分布式电源输出端的低频纹波电流。这种方法的逆变器输入侧电容电压波动大，为防止直流分布式电源输出电流随逆变器输入侧电压波动而变化，需要将DC/DC变换器电流环的带宽控制在100Hz以下。虽然有效抑制了直流分布式电源输出的低频纹波电流，但逆变器输入侧电压波动大会增加后级逆变器输出电压谐波的控制难点，一旦负载发生突变，要经过几个工频周期才能达到稳定，系统动态性能差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种延长直流分布式电源寿命的逆变装置。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种延长直流分布式电源寿命的逆变装置，包括直流分布式电源、第一变换器和第二变换器，其中直流分布式电源分别与第一变换器和第二变换器连接，第一变换器包括第一差分电容C1、第一电感L1和开关管，第二变换器包括第二差分电容C2、第二电感L2和开关管，第一、第二变换器的结构对称；本逆变装置的输出端由第一、第二差分电容C1、C2串联，且输出电压为两个差分电容的电压的差分；其特征在于：

它还包括控制电路，控制电路包括控制器、第一变换器控制模块、第二变换器控制模块和抗直流偏磁模块；控制器的输入端输入本逆变装置的输出电压、输出电流和第一、第二差分电容C1、C2的电容值，控制器的输出端输出第一第二差分电容C1、C2的电容电压参考值V_c1ref、V_c2ref和输出电流直流部分参考值；抗直流偏磁模块的输入端输入输出电流直流部分参考值和输出电流；第一变换器控制模块的输入端输入第一差分电容C1的电容电压参考值V_c1ref、第一差分电容C1的电容电压、第一电感L1的电感电流和抗直流偏磁模块的输出信号，第一变换器控制模块的输出端与所述第一变换器的开关管驱动电路连接；第二变换器控制模块的输入端输入第二差分电容C2的电容电压参考值V_c2ref、第二差分电容C2的电容电压、第二电感L2的电感电流和抗直流偏磁模块的输出信号，第二变换器控制模块的输出端与所述第二变换器的开关管驱动电路连接。

按上述方案，所述的第一变换器和第二变换器均为升压变换器，且结构对称；其中第一变换器包括第一差分电容C1、第一电感L1、第一开关管T1和第二开关管T2，第一电感L1的一端与所述的直流分布式电源正极连接，第一电感L1的另一端分别与第一开关管T1的输出端和第二开关管T2的输入端连接，第一开关管T1的输入端和第二开关管T2的输出端之间连接第一差分电容C1，且第一开关管的输入端与所述的直流分布式电源正极连接负极连接；第一开关管T1和第二开关管T2的控制端分别由第一变换器控制模块的输出端通过开关管驱动电路控制。