[發(fā)明專利]一種寬范圍雙級式光伏逆變器及其應(yīng)用方法

在審

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• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104218830A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宿季
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇永來福實業(yè)有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02J3/38
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種寬范圍雙級式光伏逆變器及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

隨著世界能源格局的變更，光伏發(fā)電日益成為各國深入研究、大力發(fā)展的熱點，如何充分利用光伏陣列所轉(zhuǎn)換的能量，提高光伏轉(zhuǎn)換效率，一直是光伏系統(tǒng)研究的重要方向；現(xiàn)在主流的光伏逆變器多采用最大功率點跟蹤技術(shù)（MPPT）來實現(xiàn)太陽能的充分利用，即使光伏陣列始終工作在此時外部環(huán)境下的最大功率點，以便最優(yōu)化利用太陽能。

在某些離網(wǎng)應(yīng)用或者逆變器輸出電壓要求較低的情況下，為了追蹤光伏陣列最大功率點，一般在直流輸入前級增加一個Buck降壓斬波電路構(gòu)成兩級拓撲結(jié)構(gòu)，這導(dǎo)致了在光伏陣列輸出電壓本身就比較低時的電壓利用率的嚴重降低，增加了功率損耗和電磁干擾；由于此Buck電路一直處于工作狀態(tài)，不但增加了硬件成本，增大半導(dǎo)體的開關(guān)及通態(tài)損耗，也影響了電站的發(fā)電效率，降低了整個光伏系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種寬范圍雙級式光伏逆變器及其應(yīng)用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)大功率光伏逆變器的寬范圍直流輸入，提高光伏陣列直流電壓利用率，通過提高交流輸出電壓，從而降低了交流電流和逆變器的損耗，也降低了交流線路損耗，即提高了整套光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率，提高了電站的經(jīng)濟效益。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種寬范圍雙級式光伏逆變器，包括直流母線部、三相橋逆變器及交流濾波器，還包括Boost升壓電路，所述Boost升壓電路的正、負輸入端分別接光伏陣列的正、負極，并將直流輸入電壓依次經(jīng)過直流母線部、三相橋逆變器及交流濾波器后輸出。

技術(shù)效果：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)大功率光伏逆變器的寬范圍直流輸入，提高光伏陣列直流電壓利用率，降低了電路功率損耗，提高了整套光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率；可將交流輸出電壓提高一個等級，降低了功率器件、濾波設(shè)備、銅排、變壓器等的電流等級，節(jié)省逆變器成本的同時也為電站創(chuàng)造更多效益。

本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是：

進一步的，前述的寬范圍直流輸入雙級式光伏逆變器拓撲結(jié)構(gòu)，Boost升壓電路的具體結(jié)構(gòu)為：正輸入端上串聯(lián)有一電感且經(jīng)過該電感后分別連接一快恢復(fù)二極管的陽極及一功率開關(guān)管的集電極，負輸入端連接該功率開關(guān)管的發(fā)射極，正、負輸入端之間設(shè)置有一充放電電容；

直流母線部中正、負母線的一端分別連接快恢復(fù)二極管的陰極及功率開關(guān)管的發(fā)射極，一直流支撐電容及一放電電阻并聯(lián)設(shè)置在正、負母線之間，正、負母線的另一端接三相橋逆變器。

本發(fā)明還設(shè)計了一種寬范圍直流輸入雙級式光伏逆變器拓撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方法，當光伏陣列的輸出電壓較高時，Boost升壓電路不工作，光伏陣列的直流電壓直接進入三相橋逆變器，此時用三相橋逆變器實現(xiàn)MPPT功率跟蹤；

當光伏陣列的最佳工作電壓較低時，Boost電路開始工作，此時三相橋逆變器端電壓比光伏陣列端電壓高，用Boost升壓電路實現(xiàn)MPPT功能，直流母線電壓由三相橋逆變器進行穩(wěn)壓控制；

當光伏陣列的輸入最佳工作電壓較高時，Boost升壓電路的損耗降為零。

本發(fā)明所設(shè)計的一種寬范圍雙級式光伏逆變器及其應(yīng)用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)大功率光伏逆變器的寬范圍直流輸入，提高光伏陣列直流電壓利用率，通過提高交流輸出電壓，從而降低了交流電流和逆變器的損耗，也降低了交流線路損耗，即提高了整套光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率，提高了電站的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所設(shè)計的寬范圍雙級式光伏逆變器。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，本實施例提供的一種寬范圍雙級式光伏逆變器，包括直流母線部、三相橋逆變器及交流濾波器，還包括Boost升壓電路，所述Boost升壓電路的正、負輸入端分別接光伏陣列的正、負極，并將直流輸入電壓依次經(jīng)過直流母線部、三相橋逆變器及交流濾波器后輸出。

技術(shù)效果：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)大功率光伏逆變器的寬范圍直流輸入，提高光伏陣列直流電壓利用率，降低了電路功率損耗，提高了整套光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率；可將交流輸出電壓提高一個等級，降低了功率器件、濾波設(shè)備、銅排、變壓器等的電流等級，節(jié)省逆變器成本的同時也為電站創(chuàng)造更多效益。

前述的寬范圍直流輸入雙級式光伏逆變器拓撲結(jié)構(gòu)，Boost升壓電路的具體結(jié)構(gòu)為：正輸入端上串聯(lián)有一電感且經(jīng)過該電感后分別連接一快恢復(fù)二極管的陽極及一功率開關(guān)管的集電極，負輸入端連接該功率開關(guān)管的發(fā)射極，正、負輸入端之間設(shè)置有一充放電電容；