[發(fā)明專利]一種帶有功率解耦電路的反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110347169.0
• 申請(qǐng)日: 2011-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN102522766A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳敏;李朵;張哲;莫瓊;錢照明;羅宇浩;凌志敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);浙江昱能光伏科技集成有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02M7/48;H02M3/335
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種帶有功率解耦電路的反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器及其控制方法。

背景技術(shù)

微型光伏并網(wǎng)逆變器由于其能量利用率高、系統(tǒng)擴(kuò)展性好、易于安裝等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視。特別是，將微型逆變器與單個(gè)太陽能光伏陣列相結(jié)合構(gòu)成AC模塊時(shí)，逆變器需要有與光伏陣列相匹配的壽命。

微型光伏并網(wǎng)逆變器中，太陽能光伏陣列由于MPPT的作用產(chǎn)生光滑直流的功率，而并網(wǎng)測的功率為兩倍電網(wǎng)頻率的功率脈動(dòng)。通常在太陽能光伏陣列兩端并聯(lián)大容值的電解電容來解決這個(gè)瞬時(shí)功率不平衡的問題，實(shí)現(xiàn)功率解耦。然而電解電容的壽命很短，遠(yuǎn)低于太陽能光伏陣列的壽命。因此，電解電容成為制約逆變器壽命的關(guān)鍵因素，也降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明第一個(gè)目的是針對(duì)背景技術(shù)中并網(wǎng)逆變器存在的缺陷，為提高逆變器的壽命和可靠性，提供一種帶有功率解耦電路的反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種帶有功率解耦電路的反激式微型光伏并網(wǎng)逆變器，它包括一個(gè)反激變換器和一個(gè)工頻極性轉(zhuǎn)換電路；太陽能光伏陣列的輸出電壓通過一并聯(lián)在太陽能光伏陣列的輸出電壓上的輸入濾波電容與輸出濾波電容和所述反激變換器的輸入端相連接；所述反激變換器的輸出端口與所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路相連接；所述反激變換器中設(shè)有一個(gè)功率解耦電路，所述功率解耦電路輸入端與太陽能光伏陣列和輸入濾波電容相連接，輸出端與所述反激變換器原邊相連接。

在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案：

所述的功率解耦電路包括第一解耦開關(guān)管、第二解耦開關(guān)管、一個(gè)解耦二極管、一個(gè)解耦電感和一個(gè)解耦電容；所述第一解耦開關(guān)管和所述解耦電感串聯(lián)后與太陽能光伏陣列和輸入濾波電容連接；所述的解耦電容一端與太陽能光伏陣列的輸出電壓的正極性端和所述輸入濾波電容的一端連接，所述的解耦電容另一端與解耦二極管的正極、所述第二解耦開關(guān)管的源極相連接；所述解耦二極管的負(fù)極與所述解耦開關(guān)管的源極和所述解耦電感的一端相連接，所述解耦電感的另一端與太陽能光伏陣列的輸出電壓的負(fù)極性端和所述輸入濾波電容的另一端連接；所述第二解耦開關(guān)管的漏極與所有反激變換器原邊開關(guān)管的漏極連接。

所述反激變換器包括原邊開關(guān)管、變壓器、副邊開關(guān)管和副邊整流二極管；所述反激變壓器的原邊繞組的同名端與太陽能光伏陣列的輸出電壓的正極性端和所述輸入濾波電容的一端連接，所述反激變壓器的原邊繞組的非同名端與所述原邊開關(guān)管的漏極、所述第二解耦開關(guān)管的漏極連接；所述原邊開關(guān)管的源極與所述輸入濾波電容的另一端以及太陽能光伏陣列的輸出電壓的負(fù)極性端連接；所述反激變壓器的副邊繞組的非同名端與所述副邊開關(guān)管的漏接連接；所述副邊開關(guān)管的源極與所述副邊整流二極管的正極連接；所述副邊整流二極管的負(fù)極與輸出濾波電容的一端和相連接。所述反激變壓器的副邊繞組的同名端與所述輸出濾波電容的另一端連接。

所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路的輸入與所述輸出濾波電容相連接。所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路是由四個(gè)開關(guān)管構(gòu)成的全橋逆變電路；所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路中四個(gè)開關(guān)管的工頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)管驅(qū)動(dòng)同相，上下管驅(qū)動(dòng)反相。

所述輸入濾波電容、輸出濾波電容及解耦電容為非電解電容。

本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種上述光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：所述反激變換器的變壓器原邊勵(lì)磁電流采用峰值電流控制，將變壓器副邊輸出平均電流調(diào)制為正弦半波形狀；所述反激變換器的輸出電壓被電網(wǎng)電壓嵌位；所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路通過極性轉(zhuǎn)換的方法處理所述反激變換器輸出的正弦半波電流，并將其并入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)輸出正弦并網(wǎng)電流。

在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案：

當(dāng)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出功率不大于太陽能光伏陣列的輸出功率時(shí)，所述反激變換器原邊開關(guān)管開通，所述變壓器原邊勵(lì)磁電感按正弦電流基準(zhǔn)充磁，隨后所述反激變換器原邊開關(guān)管關(guān)斷，所述解耦電路工作，所述第一解耦開關(guān)管開通，所述解耦電感電流達(dá)到解耦峰值電流基準(zhǔn)后所述第一解耦開關(guān)管關(guān)斷；所述解耦電感電流經(jīng)過太陽能光伏陣列，所述解耦電容和所述解耦二極管續(xù)流，直至電流降為零；隨后所述反激變壓器副邊開關(guān)管導(dǎo)通，變壓器存儲(chǔ)的能量耦合到副邊，通過所述工頻極性轉(zhuǎn)換電路釋放給電網(wǎng)。