[发明专利]一种新型高效光伏逆变器的拓扑结构及其调制方法

说明书

本发明公开了一种新型高效光伏逆变器的拓扑结构及其调制方法，属于新能源技术领域。本发明结合多种光伏逆变器中高效实用的拓扑，提出了一种新颖的HB‑ZVR双极性脉冲调制的拓扑结构。本发明中的拓扑结构在H桥拓扑的交流侧加入一个双向开关(由开关管和二极管组成)构成的双向续流回路，在逆变器直流输入电容的中点加入一个箝位二极管，该设计在于HB‑ZVR能始终保持逆变器输出中点电压的平均值为输入电压的二分之一，从而完全消除共模漏电流。同时，HB‑ZVR拓扑在续流阶段时，电流仅流过一个开关管，降低了器件损耗，从而提高了逆变器的效率。

技术领域

本发明涉及一种新型高效光伏逆变器的拓扑结构及其调制方法，属于新能源技术领域，特别涉及并网发电领域中的集中逆变技术。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础。随着经济全球化进程的不断加速和工业经济的迅猛发展，世界范围内的能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的两大重要因素，大力发展新的可替代能源已成为当务之急。太阳能作为一种巨量的可再生能源，以其分布广泛、安全清洁、取之不尽、用之不竭等优势，被全球能源专家们一致认定为21世纪最重要的能源之一。

太阳能的利用形式主要有光热利用、光伏发电利用和光化学利用三种形式。当前，电能是人类能源的最主要利用形式，而光伏发电利用正是以电能作为最终表现形式，因此光伏发电利用成为了人类最希望的利用形式。

由于电网是交流电，而光伏电池的输出为直流电。因此，光伏发电的利用需要有将光伏电池所输出的直流电转换成符合电网要求的交流电再输送到电网的设备。光伏并网逆变器作为该电能变换装置，是光伏并网发电系统中的核心部件，对整个系统的成本、效率、进网电流质量、安全性和可靠性等方面都有重要影响。提高光伏逆变器的效率对推动光伏发电的大规模利用有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为提高光伏逆变器的效率，提出了一种新型高效光伏逆变器的拓扑结构及其调制方法。

技术方案，本发明公开了一种新型高效光伏逆变器的拓扑结构，在H桥拓扑的交流侧加入双向开关构成的双向续流回路，在逆变器直流输入电容的中点加入一个箝位二极管，使逆变器输出中点电压的平均值为输入电压的二分之一。

进一步的，本发明的拓扑结构包括：一单相全桥逆变器、一钳位电容组、一续流钳位开关、一LCL滤波电路和一电阻，其中：

所述单相全桥逆变器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述钳位电容组包括第一输入电容和第二输入电容；

所述续流钳位开关由一单相不控整流桥、钳位二极管和第五开关管组成；

所述单相不控整流桥由第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管组成，第一整流二极管和第二整流二极管共阴极,第三整流二极管和第四整流二极管共阳极,第一整流二极管的阳极与第三整流二极管的阴极相连,第二整流二极管的阳极与第四整流二极管的阴极相连；

所述LCL滤波电路由第一滤波电感和第二滤波电感以及滤波电容组成；

所述单相全桥逆变器、钳位电容组、续流钳位开关、LCL滤波电路和电阻之间的连接如下：

所述第一输入电容的正极、第一开关管、第三开关管的漏极分别与一太阳能电池的正极相连；

所述第二输入电容的负极、第二开关管、第四开关管的源极分别与一太阳能电池的负极相连；

所述第一输入电容的负极与第二输入电容的正极相连；

所述第一输入电容与第二输入电容的连接点与钳位二极管的阴极相连；

所述第一开关管的源极与第二开关管的漏极相连第三开关管的源极与第四开关管的漏极相连；