[實用新型]雙反激諧振的光伏微型逆變器

有效

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• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN203933434U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 王祎;林堅;李宏;王彭
• 申請（專利權）人: 蘇州微盛特變新能源科技有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M3/28
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 薛峰;范曉斌

技術領域

本實用新型涉及光伏逆變領域，具體涉及一種基于雙反激諧振的光伏微型逆變器，該逆變器可以實現(xiàn)多個光伏電池板獨立控制與并網(wǎng)。

背景技術

光伏逆變器作為光伏電池板并網(wǎng)過程中最重要的環(huán)節(jié)，其效率、成本、穩(wěn)定性都是決定光伏行業(yè)能否蓬勃發(fā)展的重要因素。新型的并網(wǎng)逆變器拓撲可以提高太陽能利用效率、進而縮短成本回收周期，使得光伏的大規(guī)模普及變得可能。

在光伏電池板的使用過程中，不可避免的存在不同安裝角度、不同面向角度以及局部黑斑、陰影的影響。此外，由于污垢累計、老化程度、材料差異性等因素的影響造成雜散參數(shù)的不同，因而導致發(fā)電效率、最大功率點的不同，若采用集中式逆變的最大功率點跟蹤，容易使系統(tǒng)失配導致整體輸出功率的大幅度降低，甚至可能形成熱斑導致組件受損。另一方面，光伏陣列不可避免的與地面之間存在分布電容，該電容在非隔離系統(tǒng)中會導致漏電流的產生，進而影響系統(tǒng)的安全性及電網(wǎng)的波形質量。

反激變換器是結構簡單、功率器件少的分布式隔離逆變器拓撲，現(xiàn)在商業(yè)產品已相對成熟，但當其工作在低壓輸入、高壓輸出的場合時，由于變壓器原邊匝數(shù)較少，導致變壓器原邊漏感值占原邊勵磁電感的比重較大，若漏感能量不被吸收將影響效率的提高，另外，漏感能量與主功率開關管漏源寄生電容引起的關斷電壓尖峰，也增加了主攻率開關管的電壓應力，嚴重時甚至會擊穿主功率開關管。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種利用雙反激諧振，且能允許每個光伏電池板獨立進行最大功率點跟蹤的雙反激諧振的光伏微型逆變器。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

本實用新型提供了一種雙反激諧振的光伏微型逆變器，其包括：兩個并聯(lián)的反激變換器，連接光伏電池板和直流母線；直流母線，設置有直流母線電容；H橋逆變電路，連接直流母線電容和單相電網(wǎng)；有源箝位電路，分別于反激變換器連接，以吸收漏感能量并抑制H橋逆變電路的開關器件的軟開關和關斷電壓。

可選地，上述雙反激諧振的光伏微型逆變器還包括：控制單元，與由H橋逆變電路和單相電網(wǎng)組成的并網(wǎng)系統(tǒng)連接。

可選地，并網(wǎng)系統(tǒng)還包括：電壓電流檢測單元，連接光伏電池板的輸出端和控制單元，以進行最大功率點跟蹤；并網(wǎng)系統(tǒng)輸出的單相交流電通過電感接入單相電網(wǎng)。

可選地，上述雙反激諧振的光伏微型逆變器還包括：變壓器，使用多原邊單副邊的變壓器，其中每個原邊結構單元包括帶有升壓拓撲的光伏電池板、直流電容、電壓傳感器和由四只開關器件組成的H橋；電壓傳感器，用于檢測直流電容兩端的電壓信號，并傳送給控制單元，以使控制單元通過調節(jié)H橋輸出方波的相位差來實現(xiàn)功率流動。

可選地，控制單元包括：模數(shù)采集模塊，用于接收并網(wǎng)系統(tǒng)中的電壓電流檢測單元及電壓傳感器輸送的信號，轉化為數(shù)字信號；開關量采集模塊，用于采集開關器件的過流和過熱故障信號；數(shù)字信號微處理器，包括電壓平衡模塊和脈寬調制生成模塊，電壓平衡模塊，用于接收模數(shù)采集模塊傳送的信號并計算，得出脈寬調制整流器兩端電壓與正常值之間的偏差，并接收開關量采集模塊傳送的故障信號，及時發(fā)出保護指令；脈寬調制生成模塊，用于根據(jù)偏差，發(fā)出一脈寬調制控制脈沖信號和一輔助控制信號；開關量輸出模塊，由現(xiàn)場可編程門陣列構成，用于接收數(shù)字信號微處理器傳送的輔助控制信號和保護指令；若干驅動電路，接收脈寬調制生成模塊傳送的脈寬調制控制脈沖信號并再次擴展，以驅動并網(wǎng)系統(tǒng)中相應的功率開關器件導通或關斷，使直流母線電容的電壓平衡及電網(wǎng)側輸入功率因數(shù)為1，并控制逆變器輸出工頻交流電。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本實用新型在直-直變換部分引入雙反激結構，將兩路反激變換器的輸入、輸出并聯(lián)，原邊開關管交錯導通，既提升了功率，又減少了輸出電流紋波；2、由于本實用新型加入了有源箝位電路，通過諧振進行漏感能量的吸收和主功率管的關斷電壓抑制；3、本實用新型依然采用電流峰值控制不連續(xù)電流模式(DCM)和臨界電流模式(BCM)結合的控制策略：當瞬時功率小時，只有一路反激變流器工作，且工作于DCM定頻模式，當瞬時功率較大時，兩路反激變流器一起工作，且采用主從模式，該策略提高了全功率范圍內的運行效率。

本實用新型的逆變器體積小，重量輕，可靠性與電氣隔離性能良好，發(fā)電效率高，具有明顯的經(jīng)濟效益，適用于各類型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本實用新型雙反激諧振光伏微型逆變器發(fā)電拓撲圖；以及

圖2是本實用新型控制單元的方框圖。

具體實施方式