[實用新型]一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器

有效

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• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN204696951U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設計）人: 張慶海;王李*;王和先;王新濤;劉安華;李洪博;蔡軍;孔鵬;鮑景寬;郭亞峰
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本實用新型涉及一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器，屬于電力電子變換與智能電網(wǎng)領域。

背景技術

太陽能的利用是緩解全球能源緊缺與環(huán)境污染問題的重要途徑，光伏發(fā)電就是近年來研究的熱點之一。采用目前成熟的電力電子變流技術可將太陽能轉換成電能，進而實現(xiàn)電壓變換與功率控制。

在電壓型逆變器中，最早廣泛應用的是兩電平逆變器。兩電平逆變器一個最大的弱點就是，受開關管功率和耐壓的的限制，不宜實現(xiàn)高壓大功率輸出。為了解決這個問題，通常的辦法是將開關管直接串聯(lián)，但是這樣做還需要解決開關管串聯(lián)引起的靜態(tài)和動態(tài)均壓問題，同時還需要加入輸出濾波器，以降低輸出諧波和du/dt。為了解決上述技術難題，20世紀80年代，在電力電子技術領域中應電力系統(tǒng)直流輸電、無功補償、電力有源濾波以及高壓大功率交流電動機變頻調(diào)速的需要，多電平逆變器開始出現(xiàn)，并受到越來越多人們的關注。

多電平逆變器具有器件電壓應力低、輸出波形總諧波畸變率低、系統(tǒng)電磁干擾小、損耗小等優(yōu)點，受到并網(wǎng)發(fā)電、新能源、燃料電池、交流電機調(diào)速領域的極大關注。

發(fā)明內(nèi)容

在現(xiàn)有技術基礎上，本實用新型公開了一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器，它除具有多電平逆變器輸出波形總諧波畸變率低、系統(tǒng)電磁干擾小、損耗小等優(yōu)點之外，開關器件的電壓應力減少為輸入電壓的一半，輸出濾波電感和輸出濾波電容的尺寸均有所減小，可以應用于高壓大功率光伏發(fā)電場合。

本實用新型的技術方案為：一種適用于光伏發(fā)電的三電平逆變器，包括Boost升壓電路、三電平逆變電路，光伏陣列、Boost升壓電路、三電平逆變電路、負載依次連接，將光伏陣列輸出直流電能變換成為交流電能并為負載供電；Boost升壓電路包括光伏側儲能電容C₀、Boost升壓電感L₀、Boost升壓電路開關器件S₀、Boost升壓電路二極管D₀，三電平逆變電路包括直流側儲能電容C₁、直流側儲能電容C₂、開關器件S₁～S₆及其各自的反并聯(lián)二極管D₁～D₆、鉗位二極管D₇、鉗位二極管D₈、輸出濾波電感L、輸出濾波電容C；光伏陣列與光伏側儲能電容C₀并聯(lián)連接，光伏陣列輸出正極與Boost升壓電感L₀相連，Boost升壓電感L₀另一端與Boost升壓電路開關器件S₀的集電極、Boost升壓電路二極管D₀的陽極相連，Boost升壓電路二極管D₀的陰極與直流側儲能電容C₁的一端、開關器件S₁的集電極、反并聯(lián)二極管D₁的陰極、開關器件S₅的集電極、反并聯(lián)二極管D₅的陰極相連，直流側儲能電容C₁的另一端與直流側儲能電容C₂的一端、鉗位二極管D₇的陽極、鉗位二極管D₈的陰極相連，直流側儲能電容C₂的另一端與光伏陣列輸出負極、Boost升壓電路開關器件S₀的發(fā)射極、開關器件S₄的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管D₄的陽極、開關器件S₆的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管D₆的陽極相連，開關器件S₁的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D₁的陽極、鉗位二極管D₇的陰極、開關器件S₂的集電極、反并聯(lián)二極管D₂的陰極相連，開關器件S₂的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D₂的陽極、輸出濾波電感L的一端、開關器件S₃的集電極、反并聯(lián)二極管D₃的陰極相連，輸出濾波電感L的另一端與輸出濾波電容C的一端相連，開關器件S₃的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D₃的陽極、鉗位二極管D₈的陽極、開關器件S₄的集電極、反并聯(lián)二極管D₄的陰極相連，開關器件S₅的發(fā)射極與反并聯(lián)二極管D₅的陽極、輸出濾波電容C的另一端、開關器件S₆的集電極、反并聯(lián)二極管D₆的陰極相連，負載與輸出濾波電容C并聯(lián)連接；鉗位二極管D₇的陽極與鉗位二極管D₈的陰極連接點接地。