[发明专利]基于变压器滤波的电流源并网逆变器及其双载波调制方法

说明书

本发明提供了一种基于变压器滤波的电流源并网逆变器及其双载波调制方法，电流源并网逆变器包括：直流源的正极和负极均经过直流电感连接至逆阻型全桥电路，逆阻型全桥电路的输出端经过由隔离变压器滤波网络接入电网，隔离变压器滤波网络包括串联在逆阻型全桥电路输出端的隔离变压器及其漏感，以及并联在逆阻型全桥电路输出端的滤波电容；隔离变压器二次侧接入电网；对所述基于变压器滤波的电流源并网逆变器采用双调制波双载波单极性PWM调制。本发明通过加入变压器滤波结合双调制波双载波单极性PWM调制实现了电气隔离，并利用变压器漏感和滤波电容组成CL滤波器抑制谐波电流，减小了漏电流和总谐波失真含量。

技术领域

本发明涉及光伏逆变器调制策略应用技术领域，具体涉及一种基于变压器滤波的电流源并网逆变器及其双载波调制方法。

背景技术

传统不带变压器的电流源光伏并网逆变器的变压器体积和漏感较大，造成严重的功率损耗；非隔离型电流源逆变器存在固有的漏电流缺陷，对电网存在安全隐患。

因此，如何提供一种减小电流源并网逆变器漏电流、谐波干扰以及开关损耗，提高单位功率因数和效率及并网稳定性的基于变压器滤波的电流源并网逆变器及其双载波调制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于变压器滤波的电流源并网逆变器及其双载波调制方法，通过加入变压器滤波实现电气隔离、减小泄漏电流，并利用变压器漏感和滤波电容组成CL滤波器抑制谐波电流。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于变压器滤波的电流源并网逆变器，所述电流源并网逆变器包括：直流源的正极和负极均经过直流电感连接至逆阻型全桥电路，所述逆阻型全桥电路的输出端经过由隔离变压器滤波网络接入电网，所述隔离变压器滤波网络包括串联在逆阻型全桥电路输出端的隔离变压器及其漏感，以及并联在逆阻型全桥电路输出端的滤波电容；所述隔离变压器二次侧接入电网。

优选的，所述基于变压器滤波的电流源并网逆变器的漏电流等效为：

其中，C_PV为漏电流与光伏板对地寄生电容、Vcm为直流源、直流电感和逆阻型全桥电路形成共模环路的共模电压；直流电感和隔离变压器的等效阻抗Z趋于无穷大Z_∞。

优选的，所述隔离变压器滤波网络的s域等效电路模型为:

其中，i_o(s)为逆阻型全桥电路输出电流，i_g(s)为并网电流，即逆阻型全桥电路输出电流的电网电流分量，C为所述滤波电容，L_p为所述漏感，r为漏感等效阻抗，v_g(s)为电网电压；所述隔离变压器滤波网络滤除逆阻型全桥电路输出电流的高次谐波，使并网电流与电网电压处于同频和同相，以单位功率因数并网运行。

优选的，所述隔离变压器漏感与滤波电容组成的滤波电路的谐振频率和阻尼系数为：

本发明还提供了一种基于变压器滤波的电流源并网逆变器的双载波调制方法，对所述基于变压器滤波的电流源并网逆变器采用双调制波双载波单极性PWM调制。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、电流型并网逆变器属于升压型逆变器，不需要DC/DC变换器调整直流母线电压，提升了整机效率。

2、利用变压器漏感和滤波电容构成了CL滤波器，降低了电网谐波和功率损耗，提高了电网功率因数。此外，直流侧电感可以抑制直流电流的二倍频波动。