[發(fā)明專利]一種三電平升壓直流變換器及其調(diào)制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110086908.5
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102158081A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 溫國林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子功率變換技術(shù)領(lǐng)域，涉及光伏發(fā)電系統(tǒng)中直流變換側(cè)的功率變換，特別涉及一種三電平升壓直流變換器及其調(diào)制方法。

背景技術(shù)

光伏發(fā)電是當(dāng)前世界范圍內(nèi)可再生能源發(fā)展的一個(gè)重要方向，有著廣闊的發(fā)展前景。光伏陣列通過功率變換器，將太陽光輻射的能量，轉(zhuǎn)換成電能，為終端負(fù)載提供能量。因此，初始端能源與終端負(fù)荷之間的有效功率變換問題，已經(jīng)成為制約光伏發(fā)電發(fā)展的重要因素之一。為了避免光伏模塊直接串聯(lián)獲取高的直流母線電壓而引起的問題(如某些串聯(lián)光伏模塊存在“陰影”問題、所有光伏模塊各自的最大功率工作點(diǎn)問題等)，將光伏模塊并聯(lián)，并通過獨(dú)立的DC-DC直流變換器調(diào)節(jié)自身最大功率工作點(diǎn)的連接方式存在著更大的優(yōu)勢。

隨著光伏發(fā)電的不斷發(fā)展，光伏并網(wǎng)發(fā)電已成為發(fā)展趨勢。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中直流變換側(cè)的變換器一方面要對光伏模塊的最大功率工作點(diǎn)進(jìn)行跟蹤控制；另一方面，也需要將較低的直流輸出電壓升高到并網(wǎng)所需的高直流母線電壓，因此，直流變換側(cè)的升壓變換器存在以下兩個(gè)問題：

1)功率開關(guān)的開關(guān)頻率與額定電壓應(yīng)力之間的矛盾、功率開關(guān)的高壓高頻動作產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾問題；無論是Buck直流變換器，還是Boost直流變換器，單個(gè)功率開關(guān)均要承受很高的電壓應(yīng)力，明顯增大了升壓直流變換器的dv/dt，而且需要大體積的輸出濾波器；

2)高頻功率開關(guān)運(yùn)行在極端占空比狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免功率開關(guān)的開關(guān)頻率與額定電壓應(yīng)力之間的矛盾、功率開關(guān)的高壓高頻動作產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾問題；以及高頻功率開關(guān)運(yùn)行在極端占空比狀態(tài)，本發(fā)明提供了一種三電平升壓直流變換器及其調(diào)制方法，詳見下文描述：

一種三電平升壓直流變換器，所述三電平升壓直流變換器包括：第一濾波電容C_f1、第二濾波電容C_f2、第一可控功率開關(guān)S₁、第二可控功率開關(guān)S₂、第三可控功率開關(guān)S₃、第四可控功率開關(guān)S₄、第一功率二極管D₁、第二功率二極管D₂、第三功率二極管D₃、第四功率二極管D₄、第一箝位二極管D_c1、第二箝位二極管D_c2、第三箝位二極管D_c3、第四箝位二極管D_c4、儲能電感L_f和負(fù)載Load；