[发明专利]基于模块化多电平变流器的新型光伏并网系统

摘要

本发明公开了一种基于模块化多电平变流器的光伏并网系统，模块化多电平变流器每相由N个子模块串联构成，无需器件的直接串联，可实现较高的电压和功率等级，目前主要应用于高压直流输电系统及风电场的馈入电网系统。本发明将模块化多电平换流器应用于光伏并网系统，结合光伏并网系统的要求和特点，与DC-DC变换电路组合，构成基于模块化多电平换流器的新型光伏并网系统，在电平数较高时，由于使用了DC-AC变换电路，所需器件相对于嵌位式多电平变流器数量较少，简化了控制方式。

主权项

一种基于模块化多电平变流器的新型光伏并网系统，其特征在于：包括太阳能电池板、DC‑DC变换电路、DC‑AC变换电路和三相电网，所述的太阳能电池板将太阳光能量转换为电能后输出的电压作为所述的DC‑DC变换电路的输入，所述的DC‑DC变换电路包括有BOOST电路、MPPT控制器、PI调节器和PWM发生器，所述的MPPT控制器检测到所述的太阳能电池板的电流和输出电压，通过MPPT控制算法得到调节太阳能电池板工作点电压的指令，将所述的指令与太阳能电池板输出电压值相减，并通过所述的PI调节器进行闭环控制，产生PWM控制信号，PWM控制信号对DC‑DC变换电路的输入电压进行控制，太阳能电池板得到MPPT控制；所述的DC‑AC变换电路包括有三相三桥臂电路，所述的三桥臂的上下两端均分别与BOOST电路的两端相连，所述的三相三桥臂电路的每个桥臂均包括有上、下两个桥臂，所述的每个上桥臂和下桥臂均包括有N个相同的子模块和一个限流电抗器，N个子模块与限流电抗器依次串联，所述的子模块为一个半桥电路，所述的三桥臂的上桥臂和下桥臂的中间节点分别接所述的三相电网的三相输入端，改变上、下桥臂串入的子模块总数得到期望的直流电压，改变上、下桥臂串入子模块数的差获得期望的交流电压，三相三桥臂电路的每个桥臂输出N+1个电平交流波形，再采用电压外环、电流内环的双环闭合控制方法来控制DC‑AC变换电路的单位功率因数正弦波电流。