[实用新型]一种单相光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏并网发电技术领域，涉及一种单相光伏并网逆变器。

背景技术

光伏并网发电系统通常由光伏阵列和逆变器两部分组成，其中光伏阵列将太阳能转化为电能，逆变器将电能注入交流电网。单相单级光伏并网逆变器一般采用单级能量变换环节，这种逆变器具有结构简单、成本较低和系统效率高等优点。因此，在户用型光伏发电系统中有很好的应用和研究前景。传统的单相单级光伏并网逆变器，在并网电流被控为与电网电压同频同相时，输出功率中含有二次纹波分量，即二次功率扰动。该扰动会导致直流侧电压中含有大量的二次纹波分量，直流侧电压中的二次纹波分量一方面会造成并网电流中含有大量的三次纹波电流，从而降低并网电流质量；另一方面会影响光伏阵列MPPT输出参考电压的准确度以及光伏阵列的使用寿命。

针对单相单级光伏并网系统的不足，目前广泛使用的解决方法是通过设计合适的功率解耦电容来抑制二次功率扰动，该方法需要的直流滤波电容非常大，这样使得系统体积和成本大大增加。

传统的单相单级光伏并网逆变器拓扑，通常由光伏阵列、直流滤波电容C、单相电压型逆变器和滤波电感L组成，其中单相电压型逆变器由4个双向功率开关T1～T4组成的两组桥臂构成。现将传统的单相单级光伏并网逆变器的工作原理，及其存在的问题详述如下。

设v_s为电网电压经隔离变压器后的电压，令电压v_s的表达式为：

v_s(t)=V_scos(ωt)

式中V_s为电压峰值，ω为电压角频率。控制并网电流与电网电压同相时，即单位功率因数下的并网电流i_s为：

i_s(t)=I_scos(ωt)

式中I_s为并网电流峰值。

忽略逆变器的损耗，则光伏阵列的输出功率P_pv为：

Ppv=vsis=IsVs2(1+cos(2ωt))]]>

由上式可知，光伏阵列输出功率含有二次纹波功率P_pv%由直流滤波电容C产生。C的充放电能量方程为：

12C(upv(t)2-U‾pv2)=∫0tIsVs2cos(2ωt)dt]]>