[發(fā)明專利]三相電流型多電平變流器光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310323875.0
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103401269A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑建宇;鮑衛(wèi)兵
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/483
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三相電流型多電平變流器光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置。

背景技術(shù)

太陽能發(fā)電是傳統(tǒng)發(fā)電的有益補充，鑒于其對環(huán)保與經(jīng)濟發(fā)展的重要性，各發(fā)達國家無不全力推動太陽能發(fā)電工作，目前中小規(guī)模的太陽能發(fā)電已形成了產(chǎn)業(yè)。太陽能發(fā)電有光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電兩種方式，其中光伏發(fā)電具有維護簡單、功率可大可小等突出優(yōu)點，作為中、小型并網(wǎng)電源得到較廣泛應(yīng)用。

光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置中設(shè)有變流器。變流器是使電源系統(tǒng)的電壓、頻率、相數(shù)和其他電量或特性發(fā)生變化的電器設(shè)備。變流器中包括逆變器。逆變器包括三相電壓型逆變器和三相電流型逆變器。由于目前的三相電流型逆變器研究成果相比三相電壓型逆變器來說還不夠成熟，因此現(xiàn)有技術(shù)的光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置的變流器中的逆變器一般是三相電壓型多電平逆變器。但是將三相電壓型多電平逆變器應(yīng)用在光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置的變流器中，需要對光伏電池板中輸出的電壓進行升壓之后才能輸入到逆變器中，這就需要在光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置中增加一個升壓電路，不僅使得光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且還增加了成本。而且相比三相電流型逆變器來說，三相電壓型逆變器存在動態(tài)響應(yīng)不夠快、回饋制動不方便等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種無需升壓電路，且動態(tài)響應(yīng)快、回饋制動方便的三相電流型多電平變流器光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的三相電流型多電平變流器光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置，包括光伏電池陣列Ⅰ、基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅰ、光伏電池陣列Ⅱ、基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅱ、MCU電路、驅(qū)動/光電隔離電路Ⅰ、三相電流型多電平逆變器、逆變器控制器、濾波電路及電網(wǎng)；

所述的光伏電池陣列Ⅰ與所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅰ相連接；所述的光伏電池陣列Ⅱ與所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅱ相連接；所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅰ和基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅱ均與所述的三相電流型多電平逆變器相連接；所述的三相電流型多電平逆變器與所述的濾波電路相連接；所述的濾波電路與所述的電網(wǎng)相連接；?

所述的MCU電路采集光伏電池陣列Ⅰ的輸出電流和輸出電壓、采集光伏電池陣列Ⅱ的輸出電流和輸出電壓并且所述的MCU電路與所述的驅(qū)動/光電隔離電路Ⅰ相連接；所述的驅(qū)動/光電隔離電路Ⅰ分別與所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅰ和基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅱ相連接；所述的逆變器控制器采樣所述的濾波電路濾波之后的直流電流、采樣所述的電網(wǎng)的輸出電壓并且與所述的三相電流型多電平逆變器相連接。

采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的三相電流型多電平變流器光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明的三相電流型多電平變流器光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置將三相電流型多電平逆變器運用在光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置中，使得光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置中無需接入升壓電路就可正常工作，簡化了光伏發(fā)電并網(wǎng)裝置的電路結(jié)構(gòu)，而且還降低了成本。將三相電流型逆變器用于光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中，可在常規(guī)功率器件通流基礎(chǔ)上獲得更多級的輸出電流，使電流波更加接近正弦，并減輕開關(guān)器件的電流應(yīng)力。并網(wǎng)系統(tǒng)對逆變器電流進行直接控制，輸出電流正弦度好，輸出電流跟蹤電網(wǎng)電壓的頻率和相位，因此電流型變流器更適用于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。此外，電流型多電平逆變器適合于對動態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)控制，即實現(xiàn)對有功和無功功率的控制，同時也可以解決系統(tǒng)電能質(zhì)量方面的問題，如電流諧波、單位功率因數(shù)變流等。

所述的三相電流型多電平逆變器包括第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂；

所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅰ的輸出端與所述的第一橋臂的a3腳相連接；所述的第一橋臂的a1腳和第二橋臂的b1腳并聯(lián)在所述的電網(wǎng)上；所述的第一橋臂的a2腳和第三橋臂的c2腳并聯(lián)在所述的電網(wǎng)上；所述的第二橋臂的b2腳和第三橋臂的c1腳并聯(lián)在所述的電網(wǎng)上；所述的第二橋臂的b3腳連接在所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅰ的輸入端上；所述的第三橋臂的c3腳連接在所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅱ的輸入端上；所述的第三橋臂的c1腳連接在所述的基于最大功率跟蹤的恒流電路Ⅱ的輸出端上。

三相電流型多電平逆變器拓撲結(jié)構(gòu)有（2n+1）電平，n為大于等于1的正整數(shù)；所述的第一橋臂包括1/2n（n+1）個最小分流單元Ⅰ；

所述的第一橋臂包括a個不同電平的第一橋臂分流單元，該a個不同電平的第一橋臂分流單元從左到右呈橫臥金字塔形狀依次排列，a為大于等于2的正整數(shù)；