[发明专利]光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及抑制漏电流技术领域。

背景技术

近年来，世界存在严重的能源危机问题，努力寻找新的能源供应是解决问题的唯一途径。由于风能、太阳能、生物能等可再生能源具有无污染的性能，使得它们越来越受到关注，因此，分布式发电系统在电力系统中的地位与作用日益突出。通过比较，在各种类型的新能源中，太阳能具有良好的可供应性和持续性，因此，它无疑是最好的选择。

由于必须经过接口设备才能将太阳能发出的直流电能并入交流电网中。并网接口方式一般有电力电子逆变器接口和常规旋转电机接口两类，前者在体积、重量、变换效率、可靠性、电性能等方面均优于后者，因此，光伏系统一般采用电压源型逆变器作为并网接口。通过控制逆变器输出电流与电网电压同频同相实现单位功率因数并网发电。

为保证系统安全可靠运行，实现电压调整和电气隔离，传统的并网逆变器系统一般在输出端安装工频隔离变压器。然而，工频隔离变压器体积庞大，成本高，损耗大，影响系统整机效率。因此无变压器非隔离的并网逆变器是目前研究的热点。虽然去掉工频变压器可以使并网逆变器系统整体效率得到一定改善，但却带来一些新的问题，如共模电流和直流注入等。

为了有效的抑制漏电流，目前，国内外专家学者大致提出两种解决方案，其中一种是通过调制策略来抑制漏电流，采用双极性调制虽然能够很好的抑制共模漏电流，但是其损耗大，系统效率较低，另外一种则是改进电路的拓扑结构。

发明内容

本发明为了解决现有的并网逆变器系统的拓扑结构无法抑制漏电流的问题，提出了光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构。

光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一受控开关、第二受控开关、第三受控开关、第四受控开关、电源、电容、第一电感和第二电感，

所述电容与电源并联，

电源的正极同时与第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、第三受控开关的输入端和第四受控开关的输入端连接，

电源的负极同时与第一受控开关的输出端、第二受控开关的输出端、第三二极管的阳极和第四二极管的阳极连接，

第一二极管的阳极与第一受控开关的输入端连接，

第二二极管的阳极与第二受控开关的输入端连接，

第三二极管的阴极与第三受控开关的输出端连接，

第四二极管的阴极与第四受控开关的输出端连接，

第一电感的一端同时与第一二极管的阳极和第三受控开关的输出端连接，

第二电感的一端同时与第二受控开关的输入端和第四二极管的阳极连接，

第一电感的另一端和第二电感的另一端并入电网。

有益效果：本发明所述的拓扑结构中结构简单、开关数量少，能够在最大程度上节约成本，同时能够降低故障发生率。

通过调整拓扑结构中的受控开关导通和断开的状态，使得拓扑结构在整个周期内共模电压恒定为U_in/2，当共模电压为常量时，所述拓扑结构的漏电流为0，从而实现了有效抑制漏电流的目的；

本发明所提出的拓扑结构与现有的拓扑结构相比较，结构简单，开关总数只有4个，且工作于高频的开关只有两个，另外两个工作于电网频率，且损耗低于H₅、H₆和HERIC拓扑结构，提高了光伏并网系统的效率。

附图说明

图1为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构的结构示意图；

图2为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构正半周期工作原理示意图；

图3为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构正半周期续流工作原理示意图；

图4为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构负半周期工作原理示意图；

图5为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构负半周期续流工作原理示意图；

图6为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构的共模电压波形图；

图7为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构的漏电流波形图；

图8为光伏并网系统中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构在并网工作时，电流总谐波畸变率波形图。

具体实施方式