[发明专利]一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏并网逆变器，具体涉及一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器。

背景技术

太阳能取之不尽，用之不竭，在对绿色能源迫切需求的21世纪，太阳能光伏发电将会得到更加迅猛发展。随着分布式光伏并网应用和智能电网的快速发展，家庭屋顶和商业屋顶市场在快速增长。在中小型光伏并网系统中，直接把单块光伏组件输出的直流电能逆变成交流电能并注入电网的小功率光伏并网逆变器，称作光伏并网微型逆变器。光伏并网微型逆变器特别适合于小功率应用场合，微型逆变器能够实现组件级监控，针对每一块组件执行最大功率点跟踪(MPPT)，单个组件的输出降低或失效不影响整体效率，确保系统效率最大化；微型逆变器系统对实际环境的适应性强，对光伏组件的一致性要求相对低，安装、维护成本低，系统扩容灵活性大，因此得到了广泛的研究。

在单相光伏并网发电系统中，逆变器的输出功率以两倍工频变化，而期望光伏组件的输出功率纹波较小，以保证光伏组件的正常工作以及较高的最大功率点跟踪效率，必然需要在输入输出之间加入功率解耦装置。现阶段一种常用的功率解耦方式是在光伏并网逆变器的直流输入侧并联大电解电容，但是电解电容是整机使用寿命的一个瓶颈。如何消除电解电容，用小容量、高可靠性的非电解电容取而代之是一个新的难点；另一方面，加入功率解耦电路必然会对整机效率带来影响，因此在解决功率解耦问题的同时也需要关注光伏并网逆变器的高效率变换问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，用高可靠性、小容量的非电解电容取代大容量电解电容，以更好地解决光伏并网逆变器可靠性与使用寿命的问题，同时能有效吸收回馈变压器漏感能量，提高转换效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，包括主反激变换器20、功率解耦变换器10、第一级滤波电容C_o、逆变电路30和输出滤波电路40；光伏组件的输出电压经过一个与光伏阵列输出端并联的直流侧输入电容C_in后分别与主反激变换器20的输入端、功率解耦变换器10的输入端连接，所述主反激变换器20的输出端与所述功率解耦变换器10的输出端互相连接并与第一级滤波电容C_o的输入端连接，所述第一级滤波电容C_o的输出端与逆变电路30的输入端连接，所述逆变电路30的输出端与输出滤波电路40的输入端连接。

所述主反激变换器20包括主反激变换器主开关管S_m2、主反激变换器变压器T₂、主反激变换器二次侧输出整流二极管D₃、主反激变换器有源钳位开关管S_c2和主反激变换器有源钳位电容C_c2；所述主反激变换器变压器T₂的一次侧绕组同名端与光伏组件输出电压的正极端和所述直流侧输入电容C_in的一端以及所述主反激变换器有源钳位开关管S_c2的漏极相连，所述主反激变换器变压器T₂的一次侧绕组的非同名端与所述反激变换器主开关管S_m2的漏极及所述主反激变换器有源钳位电容C_c2的一端相连，所述主反激变换器有源钳位电容C_c2的另一端与所述主反激变换器有源钳位开关管S_c2的源极相连，所述主反激变换器主开关管S_m2的源极与所述直流侧输入电容C_in的另一端和所述功率解耦变换器主开关管S_m1的源极以及光伏组件输出电压的负极端相连接，所述主反激变换器变压器T₂二次侧绕组的非同名端与所述主反激变换器二次侧输出整流二极管D₃的阳极连接，所述主反激变换器二次侧输出整流二极管D₃的阴极与所述第一级滤波电容C_o的一端和所述功率解耦变换器10变压器二次侧同名端相连，所述主反激变换器20二次侧绕组同名端与所述第一级滤波电容C_o的另一端以及所述逆变电路30连接。