[實用新型]Z源網絡有源中點鉗位五電平光伏并網逆變系統

有效

• 申請號: 201720291971.5
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN206542338U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 黃敏;楊勇;方剛;盧進軍;謝勝仁
• 申請（專利權）人: 江蘇固德威電源科技股份有限公司
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02J3/38
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 孫仿衛

技術領域

本實用新型涉及一種Z源網絡有源中點鉗位五電平光伏并網逆變系統。

背景技術

隨著能源危機和環境問題日益嚴重，可再生能源發電技術受到了越來越多的關注和研究。逆變器作為可再生能源發電與電網或負載接口，是整個可再生能源發電系統核心裝置，其性能影響整個可再生能源發電系統。

多電平逆變器與普通兩電平逆變器相比，具有電力電子器件電壓應力低、電壓變化率(du/dt)低、逆變器輸出諧波小、逆變器效率高以及逆變共模電壓小等優點。因此，多電平逆變器在可再生能源發電中得到了廣泛的應用。對于電壓型光伏并網逆變器，逆變器橋臂上、下電力電子開關管不能同時導通(直通)，否則會發生短路，損壞逆變器。因此，為了防止逆變器電力電子開關管直通，逆變器橋臂上、下電力電子開關管信號之間加入死區時間，但死區時間的加入會影響逆變器輸出波形質量。

對于光伏并網逆變器，一般可分為直流/直流變換、直流/交流變換。直流/直流變換實現光伏陣列的最大功率跟蹤，而直流/交流變換實現光伏并網逆變器有功功率、無功功率控制等。光伏并網逆變器中常用的直流/直流變換器為BOOST升壓變換器。

Z源網絡逆變器，和傳統的逆變器相比，具有以下優點：(1)實現直流側輸入電壓的升高和降低；(2)直流/直流變換器無需電力電子開關管，提高逆變器效率；(3)允許橋臂直通，逆變器無需要死區補償，系統可靠性大大提高。

目前，對于商用單相光伏并網逆變器，一般直流/直流變換器采用BOOST升壓電路來實現最在功率跟蹤。而直流/交流變換器采用兩電平電壓型逆變器。為了滿足并網逆變器輸出電流并網標準(額定負載并網逆變器輸出電流總諧波小于4％)，直流/交流變換器的濾波電感選比較大(一般大于2mH)，同時，并網逆變器的開關頻率選擇比較高(一般大于15k)?？梢姡F有技術中的光伏并網系統，并未出現一種結合了Z源網絡逆變器、多電平逆變系統的優點的產品出現。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種結合多種逆變系統的優點，從而具有較佳性能的Z源網絡有源中點鉗位五電平光伏并網逆變系統。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種Z源網絡有源中點鉗位五電平光伏并網逆變系統，所述Z源網絡有源中點鉗位五電平光伏并網逆變系統包括與光伏電池板所連接的直流母線相連接的Z源網絡、與所述Z源網絡相連接的有源中點鉗位五電平逆變器，所述有源中點鉗位五電平逆變器的輸出端經濾波電感而與電網相連接。

優選的，所述Z源網絡包括兩個等值的電感和兩個等值的電容，兩個所述的電感分別為第一電感和第二電感；所述電感的兩端分別為其a端和b端，所述第一電感的a端與所述直流母線的正極相連接，所述第一電感的b端與所述有源中點鉗位五電平逆變器相連接，所述第二電感的a端與所述直流母線的負極相連接，所述第二電感的b端與所述有源中點鉗位五電平逆變器相連接；一個所述電容的兩端分別連接在所述第一電感的a端和所述第二電感的b端之間，另一個所述電容的兩端分別連接在所述第一電感的b端和所述第二電感的a端之間。

優選的，所述有源中點鉗位五電平逆變器包括第一電力電子開關管、第二電力電子開關管、第三電力電子開關管、第四電力電子開關管、第五電力電子開關管、第六電力電子開關管、第一電力二極管、第二電力二極管、鉗位電容；

所述第一電力電子開關管、所述第二電力電子開關管、所述第三電力電子開關管、所述第四電力電子開關管依次串聯并連接在所述第一電感的b端和所述第二電感的b端之間，所述第一電力二極管與所述第五電力電子開關管相串聯構成第一橋臂，所述第二電力二極管與所述第六電力電子開關管相串聯構成第二橋臂，所述第一橋臂連接于所述直流母線的中性點與所述第一電力電子開關管和所述第二電力電子開關管的共同端之間，所述第二橋臂連接于所述直流母線的中性點與所述第三電力電子開關管和所述第四電力電子開關管的共同端之間，所述鉗位電容連接于所述第一電力電子開關管和所述第二電力電子開關管的共同端與所述第三電力電子開關管和所述第四電力電子開關管的共同端之間。

優選的，所述第一電力電子開關管包括采用相同驅動信號且串聯的開關管S11、開關管S12；所述第四電力電子開關管包括采用相同驅動信號且串聯的開關管S41、開關管S42。

優選的，所述第一電力電子開關管、所述第二電力電子開關管、所述第三電力電子開關管、得到第四電力電子開關管均具有反并聯二極管。