[发明专利]T型有源钳位型五电平三相逆变器及并网逆变发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于可再生清洁能源的并网逆变发电系统以及该并网逆变发电系统中应用的三相逆变器。

背景技术

近年来，随着全球能源危机和环境问题的日益严重，发展可再生清洁能源(如太阳能发电、风力发电、生物能发电等)成为各国发展的重点。而逆变器作为可再生能源发电与负载的接口，其性能直接影响整个可再生能源发电系统。多电平逆变器与两电平逆变器相比，具有电力电子器件电压应力低、输出波形总谐波畸变率低、电磁干扰小、损耗小等优点。因此，多电平逆变器在可再生能源发电系统(如光伏发电系统、风力发电系统等)得到广泛的应用，如T型三电平三相逆变器结构在光伏发电系统得到广泛的应用。随着光伏发电技术的发展，目前市场出现高压的电池板，使得光伏逆变器的输入电压达到1800V，而常规的T型三电平三相逆变器的输入电压小于需1000V，无法实现1800V的输入电压。为提高光伏逆变器的输入电压(如1800V以上)和进一步提高光伏逆变器的性能(如电流谐波、效率、共模变化等)，需要设计一种新型逆变器结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现高压输入且性能得到进一步提升的T型有源钳位型五电平三相逆变器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种T型有源钳位型五电平三相逆变器，与可再生清洁能源相连接并将所述可再生清洁能源逆变后提供给电网，所述T型有源钳位型五电平三相逆变器包括分别对应三相输出的三个相同的T型有源钳位型五电平桥臂；

所述T型有源钳位型五电平桥臂包括第一线路、第二线路、第三线路和钳位电容；所述第一线路包括串联的第一电力电子开关管、第二电力电子开关管、第三电力电子开关管、第四电力电子开关管，所述第一线路连接于所述可再生清洁能源所连接的直流母线两端，所述第一电力电子开关管与所述第二电力电子开关管的共同端构成第一连接点，所述第二电力电子开关管与所述第三电力电子开关管的共同端构成第二连接点，所述第三电力电子开关管与所述第四电力电子开关管的共同端构成第三连接点；所述第二线路包括串联的第五电力电子开关管、第六电力电子开关管，所述第二线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第一连接点之间；所述第三线路包括串联的第七电力电子开关管、第八电力电子开关管，所述第三线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第三连接点之间；所述钳位电容连接于所述第一连接点与所述第三连接点之间；所述第二连接点引出构成所述T型有源钳位型五电平桥臂的输出端。

优选的，所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管、所述第五电力电子开关管、所述第六电力电子开关管、所述第七电力电子开关管、所述第八电力电子开关管分别具有源极和漏极；

所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述第一线路中；所述第五电力电子开关管、所述第六电力电子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述第二线路中；所述第七电力电子开关管、所述第八电力电子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述第三线路中。

优选的，所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管分别包括串联线路，所述串联线路包括串联并采用相同驱动信号的第一子开关管、第二子开关管，所述第一子开关管、所述第二子开关管分别具有源极和漏极，所述第一子开关管、所述第二子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述串联线路，所述串联线路的两端分别构成其所在的所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管或所述第四电力电子开关管的源极和漏极。

优选的，所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管、所述第五电力电子开关管、所述第六电力电子开关管、所述第七电力电子开关管、所述第八电力电子开关管均采用绝缘栅双极型晶体管。

本发明还提供一种新型的基于可再生清洁能源的并网逆变发电系统，它包括可再生清洁能源、与所述可再生清洁能源相连接的直流母线、与所述直流母线相连接的逆变器、与所述逆变器相连接的LC滤波器，所述电网与所述LC滤波器相连接，其中所述逆变器采用上述T型有源钳位型五电平三相逆变器。