[發明專利]包含直流變壓器的并網逆變器

無效

• 申請號: 201210409804.8
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102931680A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李宣南;李術;劉維良
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東方報警設備開發有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種包含直流變壓器的并網逆變器，屬于電能變換領域，用于光伏發電等可再生能源的并網發電。

背景技術

目前，能源的短缺以及環境污染問題日益嚴重，以風力發電、光伏發電為代表的可再生能源發電技術因其不消耗地球化石能源、對環境零排放等優點，成為最有競爭力的解決能源和環境問題的途徑，獲得了廣泛關注，成為了當前的研究熱點。

由于可再生發電源輸出的電能形式對環境變化更加敏感，波動較大，難以直接為負載供電，為此需要結合相應的電能變換技術來獲得滿足并網運行或獨立供電要求的電能形式。在目前的解決方案中，對于光伏發電系統，其輸出為直流形式，一種方案是采用直流-直流-交流的兩級式結構實現平穩的交流電能輸出。這種結構中直流側增加的開關變換器造成系統損耗增加，效率和可靠性均有所下降。

另一種方案是采用Z源型逆變器，在直流發電源和傳統逆變器中間串接由兩個電感和電容組成的交叉阻抗網絡，利用逆變器的直通狀態對電感進行儲能，在非直通狀態釋放，進而間接實現直流電壓的升壓控制。Z源型逆變器采用單級結構同時實現直流側的升壓控制和交流側的逆變控制，具有結構緊湊、效率高等優點，受到廣泛關注。但是這種方案直流升壓比有限，在直流升壓比較大時，需要較大的直通占空比，造成對交流側的輸出電壓和電流波形造成不良影響，另外，Z源型逆變器需要兩個儲能電感和兩個濾波電容，造成成本和體積均有所增加，不利于推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種包含直流變壓器的并網逆變器，以解決現有可再生能源并網發電系統中的并網逆變器的效率低、結構復雜等問題。

一種包含直流側變壓器的并網逆變器，其組成包括直流正極輸入端的二極管（1），變壓器（2），濾波電容（3），逆變器（4），濾波器（5），電網電壓檢測電路（6），同步信號產生電路（7），并網電流檢測電路（8），直流電壓檢測電路（9），低通濾波電路（10），主控制器（11）以及隔離驅動電路（12）；

所述的二極管（1）的正極與外部直流電源的正極輸出端相連，作為整個并網逆變器的正極輸入端，二極管（1）的負極與直流側的變壓器（2）的輸入端相連，變壓器（2）的第一輸出端與逆變器（4）的直流正極輸入端相連，變壓器（2）的第二輸出端與濾波電容（3）的一端相連，濾波電容（3）的另一端與逆變器（4）的直流負極輸入端以及外部直流電源的負極輸出端相連，逆變器的第一輸出端與濾波器的一端相連，濾波器的另一端與電網的一相相連，逆變器的第二輸出端與電網的另一相相連；

????電網電壓檢測電路（6）的輸入端與電網相連，用于檢測電網電壓，電網電壓檢測電路（6）的輸出端與同步信號產生電路（7）的輸入端相連，同步信號產生電路（7）的輸出端與主控制器（11）的第一輸入端相連，并網電流檢測電路（8）與主控制器（11）的第二輸入端相連，直流電壓檢測電路（9）的第一輸入端與逆變器（4）的直流正極輸入端相連，直流電壓檢測電路（9）的第二輸入端與逆變器（4）的直流負極輸入端相連，直流電壓檢測電路（9）的輸出端與低通濾波電路（10）的輸入端相連，低通濾波電路（10）的輸出端與主控制器（11）的第三輸入端相連，主控制器（11）的輸出端與隔離驅動電路（12）的輸入端相連，隔離驅動電路（12）的輸出端與逆變器（4）的信號輸入端相連，用于驅動逆變器（4）工作。

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本發明所具有的優點：本發明無需外加功率開關器件，通過在直流側加入變壓器，采用一級電路結構和更少的儲能元件同時實現了直流電壓的升壓、穩壓控制以及將發電源的發電能量輸送到電網中，同時加入直流電壓檢測和交流并網電流環節，并結合直流電壓恒定的閉環控制和交流并網電流的閉環控制裝置，實現直流電壓的恒定和電網側的單位功率因數并網控制，因此與現有方案采用直流-直流-交流的兩級電能變換結構相比，具有結構緊湊以及效率高、可靠性高等優點。

附圖說明

圖1是本發明的包含直流變壓器的并網逆變器的原理圖；

圖2是本發明的包含直流變壓器的并網逆變器的直通狀態的原理圖；

圖3是本發明的包含直流變壓器的并網逆變器的原理圖；

圖4是本發明的產生直通狀態的SPWM的原理圖。

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具體實施方式