[發明專利]一種多電平光伏發電系統拓撲結構及其控制方法

有效

• 申請號: 201410384345.1
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104158212A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 韓楊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5387
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

1.一種多電平光伏發電系統拓撲結構，其特征在于，包括M個光伏陣列及其升壓型DC/DC變換器、3n個隔離型反激式DC/DC變流器以及3n個H橋電壓源逆變器，所述光伏陣列正極通過各自的升壓型DC/DC變換器與統一的直流母線u_dc的正極連接，負極通過各自的升壓型DC/DC變換器與統一的直流母線u_dc的負極連接；每個隔離型反激式DC/DC變流器輸入端分別與統一的直流母線u_dc的正極連接，輸出端分別與每個級聯H橋多電平電壓源逆變器的直流母線連接，其中M為光伏陣列及升壓型DC/DC變換器個數，n為交流側A、B、C三相各自包含的級聯H橋逆變器個數。

2.如權利要求1所述的一種多電平光伏發電系統拓撲結構，其特征在于，所述光伏陣列的升壓型DC/DC變換器采用Boost型拓撲，由防倒灌二極管D₁、電感L₁、儲能電容C₁、二極管D₂和絕緣柵雙極晶體管S₁構成，所述防倒灌二極管D₁的負極與電感L₁的一端連接；所述電感L₁一端與防倒灌二極管D₁的負極連接，另一端與二極管D₂的正極連接；所述儲能電容C₁一端與防倒灌二極管D₁的負極連接，另一端與絕緣柵雙極晶體管S₁的發射極連接，所述二極管D₂的負極與直流母線u_dc的正極連接；所述絕緣柵雙極晶體管S₁的集電極與二極管D₂的正極連接，發射極與直流母線u_dc的負極連接。

3.如權利要求1所述的一種多電平光伏發電系統拓撲結構，其特征在于，所述隔離型反激式DC/DC變換器由隔離變壓器、原邊絕緣柵雙極晶體管S₂、副邊二極管D₃構成，所述隔離變壓器原邊同名端與直流母線u_dc的正極相連，隔離變壓器原邊非同名端與絕緣柵雙極晶體管S₂的集電極連接，隔離變壓器副邊非同名端與二極管D₃的正極連接；所述原邊絕緣柵雙極晶體管S₂的集電極與隔離變壓器原邊非同名端相連，發射極與直流母線u_dc的負極連接。

4.如權利要求1所述的一種多電平光伏發電系統拓撲結構，其特征在于，所述級聯H橋多電平電壓源逆變器分為A、B、C三相，每相包括n個H橋型電壓源逆變器，所述H橋型電壓源逆變器由4個絕緣柵雙極型晶體管：S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄，4個反并聯二極管：D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄及直流側電容C₂構成，S₁₁的發射極與S₁₂的集電極連接，S₁₃的發射極與S₁₄的集電極連接，S₁₁、S₁₃的集電極與直流側電容C₂的正極連接，S₁₂、S₁₄的發射極與直流側電容C₂的負極連接，S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄分別反并聯D₁₁、D₁₂、D₁₃、D₁₄；且每個H橋逆變器直流側通過隔離型反激式DC/DC變換器與直流母線u_dc相連，A、B、C三相均采用n個H橋型電壓源逆變器級聯拓撲接入對應的三相交流電網，所述交流電網由電感、電阻以及交流電源構成，所述電感、電阻以及交流電源依次連接。

5.如權利要求1所述的一種多電平光伏發電系統拓撲結構，其特征在于，還包括超級電容C_S1以及超級電容C_S2，所述超級電容C_S1以及超級電容C_S2分別與直流母線u_dc兩端連接。