[发明专利]单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略

说明书

本发明提供了一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略。所述逆变器包括：ABC三个相单元，各相单元分别与各自的直流母线一一对应连接，各相的直流母线相互独立；各相单元至少包括第一直流电容、第二直流电容和逆变电路；所述第一直流电容和所述第二直流电容串联后构成直流侧电容；所述直流侧电容与所述逆变电路并联；所述三相直流母线的电位中点共同接地。本实施例中通过增加MPPT的个数，可以使光伏组件在温度与光照强度不一致的情况下工作在更好的状态，一定程度上解决光伏组件失配问题，提升了系统的整体输出效率。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略。

背景技术

光伏发电被认为是一种最具有应用前景的可再生能源，有利于解决传统燃油带来的环境问题，高效可靠地将太阳能并入电网具有十分重要的现实意义。而光伏逆变器作为光伏发电系统并入电网的核心设备，直接影响到整个系统的性能与效率。

图1所示的一种传统单级式光伏并网逆变器系统，由一个光伏电池组串、直流母线电容、并网逆变器及滤波电感组成。由于单级式系统中只存在一个DC/AC环节以实现电能变换，整个系统中只存在一个最大功率点跟踪(Maximum power point tracking，MPPT)环节，同时系统的MPPT、网侧电压同步、并网电流控制均在DC/AC中实现，系统控制较为复杂。

传统的单级式光伏系统中，当光伏组件被遮挡导致各个电池板的温度和光照强度不一致时，串联光伏电池板的P-V输出特性将失去“单峰”性，从而出现多个功率峰值点的情况。此时系统的MPPT算法很可能无法跟踪到阵列的全局最大功率点。同时即使系统工作在此时的全局最大功率点，此时光伏组件输出功率依然小于各个光伏组件的最大功率点功率之和。

图2所示的一种两组串联单级式三电平光伏并网逆变器系统，将两组串联的光伏电池组串的电位中点和三电平并网逆变器的直流侧电位中点连接在一起，这样可以对上下两个直流侧电容电压独立进行调节，实现两个光伏组串的独立MPPT控制，从而使光伏组件在不同工作状态下的整体输出功率提升。

在两组串联单级式三电平光伏并网逆变器系统中，虽然上下两个光伏组串独立进行MPPT，但当两个光伏组串工作在不同MPP点时，需要通过控制中点电流维持两个组串之间的MPP点电流偏差。在上下组串的MPP相差较大时，逆变器对中点电流控制存在极限，会使两个组串都无法工作在MPP点。同时，当上下两个组串工作的MPP点电压相差较大时，会导致直流侧电压利用率较低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略，用于解决相关技术中存在的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器，包括：ABC三个相单元，各相单元分别与各自的直流母线一一对应连接，各相的直流母线相互独立；各相单元至少包括第一直流电容、第二直流电容和逆变电路；

所述第一直流电容和对应相所述第二直流电容串联后构成直流侧电容；所述直流侧电容与对应相所述逆变电路并联；

所述三相直流母线的电位中点共同接地。

可选地，所述ABC三个相单元逆变电路的电位中点与三相直流母线的电位中点共同接地。

可选地，所述逆变电路包括四个端口，所述四个端口包括用于连接对应相直流母线正极的正端、用于连接对应相直流母线负极的负端、与直流母线共同接地的地端和对应相用于输出交流电的交流端。

可选地，针对各相逆变电路，每相所述逆变电路包括第一开关器件和第二开关器件；

所述第一开关器件的第一端与对应相所述逆变电路的正端连接，所述第一开关器件的第二端同时与对应相所述第二开关器件的第一端和对应相所述交流端连接，所述第二开关器件的第二端与对应相所述逆变电路的负端连接；