[實用新型]一種直流輸入光伏逆變器電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420699150.1
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN204206012U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑安平;王鈞銘;劉媛媛;張漢年;周細文;袁小燕
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M1/12
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 于忠洲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種逆變器電路，尤其是一種用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器電路，屬于電學(xué)領(lǐng)域。

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?，F(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，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如圖1所示的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。還有一種新的改進型拓撲如圖2所示，當陣列電壓較低時封鎖Buck電路脈沖，同時合上并聯(lián)斷路器(或接觸器)，有效降低了開關(guān)損耗，但硬件投入成本加大。在不降低輸出交流電壓的前提下，兩種拓撲均無法提高直流電壓利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的光伏發(fā)電逆變器電路在不降低輸出交流電壓的前提下，直流電壓的利用率較低。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種直流輸入光伏逆變器電路，包括升壓控制電路、三相橋式逆變電路以及三相濾波電路，升壓控制電路串聯(lián)在三相橋式逆變電路的直流母線上，三相濾波電路串聯(lián)在三相橋式逆變電路的三相線路上；升壓控制電路包括第一濾波電容C1、電抗器L1、旁路二極管D2、快恢復(fù)二極管D1、帶有反并聯(lián)二極管D3的IGBT管S1、第二濾波電容C2、保護電阻R1、陽光傳感器和控制器；第一濾波電容C1的正負極分別連接在直流母線的正負極線路之間；電抗器L1的一端與第一濾波電容C1的正極以及旁路二極管D2的正極相連，另一端與IGBT管S1的集電極以及快恢復(fù)二極管D1的正極相連；快恢復(fù)二極管D1的負極與旁路二極管D2的負極相連；IGBT管S1的發(fā)射極與直流母線的負極線路相連；第二濾波電容C2和保護電阻R1相并聯(lián)，且第二濾波電容C2的正極與快恢復(fù)二極管D1的負極相連，第二濾波電容C2的負極與IGBT管S1的發(fā)射極相連；陽光傳感器的信號輸出端與控制器的信號輸入端相連，控制器的信號輸出端與IGBT管S1的門極相連；旁路二極管D2的導(dǎo)通電阻小于快恢復(fù)二極管D1的導(dǎo)通電阻。

采用升壓控制電路能夠有效拓寬三相橋式逆變電路的直流母線側(cè)的電壓輸入范圍，提高了光伏陣列電壓的利用率；在夜間光伏陣列不發(fā)電時，可將IGBT管S1導(dǎo)通，能有效緩解因PID(電位誘發(fā)衰減)而引發(fā)的功率衰減，延長了光伏陣列的使用壽命；在白天光伏陣列發(fā)電時，當光伏陣列的電壓大于三相橋式逆變器電路的啟動電壓時，可將IGBT管S1斷開，由于旁路二極管D2的導(dǎo)通電阻小于快恢復(fù)二極管D1的導(dǎo)通電阻，光伏陣列的直流電流通過旁路二極管D2流向三相橋式逆變器電路，能夠有效降低了電路損耗，減少了EMI電磁干擾，且工作效率與單級式一樣高；采用本實用新型的升壓控制電路在工作切換過程中無任何明顯斷點的器件的開通與關(guān)斷，不會對后級逆變電路造成不利影響。

作為本實用新型的進一步改進方案，升壓控制電路還包括無線收發(fā)模塊，無線收發(fā)模塊的輸入輸出端與控制器的輸入輸出端相連。采用無線收發(fā)模塊能夠?qū)崟r將升壓控制電路的工作狀態(tài)上傳至控制中心，也可接收控制中心發(fā)送的對于IGBT管S1的開關(guān)控制命令，提高了遠程監(jiān)控性能。

作為本實用新型的進一步限定方案，三相濾波電路為電容星型聯(lián)結(jié)LC濾波電路、電容角型聯(lián)結(jié)LC濾波電路、電容星型聯(lián)結(jié)LCL濾波電路或電容角型聯(lián)結(jié)LCL濾波電路。

本實用新型的有益效果在于：(1)采用升壓控制電路能夠有效拓寬三相橋式逆變電路的直流母線側(cè)的電壓輸入范圍，提高了光伏陣列電壓的利用率；(2)在夜間光伏陣列不發(fā)電時，可將IGBT管S1導(dǎo)通，能有效緩解因PID(電位誘發(fā)衰減)而引發(fā)的功率衰減，延長了光伏陣列的使用壽命；(3)在白天光伏陣列發(fā)電時，當光伏陣列的電壓大于三相橋式逆變器電路的啟動電壓時，可將IGBT管S1斷開，由于旁路二極管D2的導(dǎo)通電阻小于快恢復(fù)二極管D1的導(dǎo)通電阻，光伏陣列的直流電流通過旁路二極管D2流向三相橋式逆變器電路，能夠有效降低了電路損耗，減少了EMI電磁干擾，且工作效率與單級式一樣高；(4)升壓控制電路在工作切換過程中無任何明顯斷點的器件的開通與關(guān)斷，不會對后級逆變電路造成不利影響。

附圖說明