[发明专利]三相电压型准Z源组串式光伏并网逆变系统

说明书

本发明涉及一种三相电压型准Z源组串式光伏并网逆变系统，包括：n个三相电压型准Z源光伏并网逆变器模块；所述n个三相电压型准Z源光伏并网逆变器模块并联，再通过公共连接点PCC与三相电网相连，且每个三相电压型准Z源光伏并网逆变器模块仅采用L滤波器。本发明提出的三相电压型准Z源组串式光伏并网逆变系统，具有安全性高、最大功率点跟踪能力强、光伏电池能量转换效率高、并联谐振效应小、系统更易稳定、控制相对简单、适用于中大容量逆变场合等特点。当需要平滑光伏发电功率波动时，只需把蓄电池与阻抗网络的储能电容并联，无需双向DC‑DC变换器，拓扑简洁，控制相对简单。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别是一种三相电压型准Z源组串式光伏并网逆变系统。

背景技术

近年来随着石油、煤和天然气等不可再生能源日益紧张和环境污染严重，光伏并网发电得到了迅猛发展。在光伏并网逆变系统中，为了将光伏电池输出直流电压转变为满足并网要求的交流电压并且最大限度的利用光伏电池的能量，需要在光伏电池和交流母线之间串联具有最大功率点跟踪能力的逆变器，逆变器是光伏并网逆变系统的核心部件和关键技术所在。中大容量光伏并网系统可分为集中式、集散式和组串式。集中式光伏并网发电系统所需逆变器数量少，成本低，但当光伏板输出特性不同时，无法保证每个光伏阵列输出最大功率，光伏发电效率低，抗热斑和抗阴影能力差、系统扩展和容错能力差。集散式光伏并网系统，可对每串光伏阵列进行独立的最大功率跟踪，发电效率高，系统扩展性强，然而当后级大功率并网逆变器出现故障，整个逆变系统不能正常工作，系统容错能力差。而基于模块化概念的组串式光伏并网发电系统，每一组串模块的光伏组件直流电通过各自模块的逆变器逆变后在交流端再并联输入电网，且交流模块针对各自的光伏组件实现MPPT控制，具有扩容性和容错性高、抗热斑和抗阴影能力强、光伏电池板发电效率高等优点。因此，为了提高光伏并网逆变系统的容错性、扩容性和发电效率，具有优良性能的组串式光伏并网逆变系统具有重要的研究价值。

目前，中大容量组串式光伏并网逆变系统中单模块逆变器通常采用传统的Buck型PWM逆变器。

然而Buck型PWM逆变器只能降压，输入电压范围小，且为了满足并网要求，需要串联更多的光伏组件来产生高的输入电压，会导致局部阴影下的热斑效应严重、安全性低、输出P-U特性峰值多、最大功率点跟踪能力差、光伏电池能量转换效率低等问题。此外，Buck型PWM逆变器同一桥臂的上下功率开关需要设置死区时间以避免短路，系统可靠性和抗EMI能力差；死区时间的加入，导致输出电流波形畸变，谐波含量增大，为了满足并网电流质量要求，需要采用LCL滤波器，然而LCL滤波器的使用会产生谐振和耦合等问题，并联多逆变器的输出回路会形成一个复杂的高阶电网络，严重时可能会导致整个并联系统的谐振，系统不易稳定，控制相对复杂。此外，当需要平滑光伏电池发电功率波动时，传统的Buck型PWM逆变器需要通过一个双向DC-DC变换器与光伏逆变器的输入侧并联，增加了系统拓扑和控制的复杂性。因此寻求具有容错性高、安全性高、可靠性高、光伏电池能量转换效率高、电路拓扑简洁、系统易于控制的组串式电压型光伏并网逆变系统，是新能源发电技术领域的一项重要的研究课题，具有重要的理论价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相电压型准Z源组串式光伏并网逆变系统，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种三相电压型准Z源组串式光伏并网逆变系统，包括：n个三相电压型准Z源光伏并网逆变器模块；所述n个三相电压型准Z源光伏并网逆变器模块并联，再通过公共连接点PCC与三相电网相连，且每个三相电压型准Z源光伏并网逆变器模块仅采用L滤波器，其中，n为大于1的整数。

在本发明一实施例中，所述每个三相电压型准Z源光伏并网逆变器模块均包括依次级联的光伏阵列、输入滤波电容、阻抗网络、三相逆变桥、三相L滤波器以及切换单元。

在本发明一实施例中，所述阻抗网络包括：第一储能电感、第二储能电感、第一储能电容、第二储能电容以及阻抗网络二极管。