[发明专利]一种适合光伏功率限制的光伏储能逆变器

说明书

本发明公开了一种适合光伏功率限制的光伏储能逆变器,本发明中的光伏储能逆变器包括包括由Boost电路、高频功率开关管Q1和功率二极管D1构成的变压电路，变压电路的一端连接有光伏组件，变压电路的另一端依次连接有母线电容C1和DC/AC逆变电路，所述Boost电路包括功率电感L1、功率二极管D2和高频功率开关管Q2，高频功率开关管Q1位于光伏组件和功率电感L1之间，功率二极管D1的负极连接在高频功率开关管Q1和功率电感L1之间，正极分别与光伏组件和母线电容C1连接。本发明具有在光伏功率限制状态下可以提高逆变电路的使用可靠性、延长使用寿命、降低了母线电容耐压要求、提高工作效率、减少损耗的特点。

技术领域

本发明涉及一种光伏储能逆变器，特别是一种适合光伏功率限制的光伏储能逆变器。

背景技术

现有的光伏储能逆变器的结构如图1所示，包括升压电路和DC/AC逆变电路，升压电路和DC/AC逆变电路之间连接有母线电容C1，升压电路上连接有光伏组件，DC/AC逆变电路上连接有电网和负载，升压电路为boost电路，包括功率二极管D2、功率电感L1和高频功率开关管Q2，控制单元通过PWM2对高频功率开关管Q2进行控制，起到升压的作用。当升压电路工作时，母线电容C1上的母线电压会高于输入的光伏组件的电压；不工作时，母线电容C1上的母线电压约为输入的光伏组件电压。

当前由于光伏能量占比越来越高，越来越多的国外的电力公司要求光伏并网逆变器和光伏储能逆变器的发电电量要全部自发自用，就地进行负载消耗，不允许把多余的电量输送到公共电网上，以免造成公共电网谐波变差，输送负载重等问题。这就要求在本地负载比较小的时候，光伏逆变器以及光伏储能逆变器必须能够限制自己的输出功率。但是在这种情况下，光伏组件的功率就不能按最大追踪功率进行输出，需要将功率追踪点追踪到最大功率追踪点的右边(如图2所示)，追到光伏组件开路电压最近。特别是光伏储能逆变器在离网工作的时候，如果外部负载为零，且电池已经充满，这个时候就要求光伏输出功率为零。

由于功率追踪点追踪到了开路电压附近，功率完全限制的时候甚至会直接追踪到开路电压，从而导致母线电压(母线电容C1两端的电压)会非常高，逆变器的所有功率开关管的电压应力都会比较高，影响到逆变器的可靠性和使用寿命。因此，对于需要光伏限功率工作的的光伏储能逆变器，存在可靠性变差、使用寿命大大缩短的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种适合光伏功率限制的光伏储能逆变器。本发明具有在光伏功率限制状态下可以提高逆变电路的使用可靠性、延长使用寿命的特点，还具有降低了母线电容耐压要求、提高工作效率、减少损耗的特点。

本发明的技术方案：一种适合光伏功率限制的光伏储能逆变器，包括由Boost电路、高频功率开关管Q1和功率二极管D1构成的变压电路，变压电路的一端连接有光伏组件，变压电路的另一端依次连接有母线电容C1和DC/AC逆变电路，所述Boost电路包括功率电感L1、功率二极管D2和高频功率开关管Q2，高频功率开关管Q1位于光伏组件的正极和功率电感L1之间，功率二极管D1的负极连接在高频功率开关管Q1和功率电感L1之间，功率二极管D1的正极分别与光伏组件的负极和母线电容C1连接；控制单元通过PWM1与高频功率开关Q1连接控制，控制单元通过PWM2与高频功率开关管Q2连接控制；

当U_PVU_C1/D_max时，控制单元控制高频功率开关管Q1高频开和关，高频功率开关管Q2常关，高频功率开关管Q1的PWM1的占空比D＝U_C1/U_PV；

当U_C1/D_max≥U_PV≥U_C1(1-D_min)时，控制单元控制高频功率开关管Q1和高频功率开关管Q2同步高频开和关，PWM1和PWM2的占空比均为D＝U_C1/(U_PV+U_C1)；