[實(shí)用新型]一種基于電荷泵電路的PV并網(wǎng)逆變器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720624085.X
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN207098966U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王歸新;陳小艷;陳宇;胡康
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M3/07;H02J3/38
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種基于電荷泵電路的PV并網(wǎng)逆變器。

背景技術(shù)

近幾年來，光伏發(fā)電以其清潔無排放、安裝維護(hù)簡單、無噪聲等特點(diǎn)受到專家們的廣泛關(guān)注。然而，由于在光伏板與大地之間大的寄生電容的存在，將會降低系統(tǒng)的效率并且可能導(dǎo)致電擊事故，嚴(yán)重影響人身安全。

為了消除漏電流，通常在系統(tǒng)中加入變壓器以提供電氣隔離，然而，變壓器的存在將會衍生出一些列不利條件，如體積重量大、成本高、損耗多。因此，消除變壓器的存在將會是未來的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于電荷泵電路的PV并網(wǎng)逆變器，能夠解決由于光伏板與大地之間寄生電容的存在而導(dǎo)致漏電流產(chǎn)生的問題，并且綜合成本、體積、效率等因素，提供一種優(yōu)化方案，且具有向電網(wǎng)傳輸無功功率的能力。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種基于電荷泵電路的 PV并網(wǎng)逆變器，包括光伏模塊V_PV、電網(wǎng)V_g和中間逆變器環(huán)節(jié)，其特征在于，所述逆變器環(huán)節(jié)包含boost升壓電路，直流紋波電容C₀，直流母線電壓V_dc、由四個(gè)電力開關(guān)管、兩個(gè)二極管、兩個(gè)電容器組成的電荷泵電路，逆變器側(cè)濾波電感L_f、電網(wǎng)側(cè)濾波電感L_g、輸出側(cè)濾波電容C_f，其中，光伏陣列與boost升壓電路相連，直流紋波電容C₀與boost升壓電路并聯(lián)，所述電荷泵電路的一個(gè)端口與直流紋波電容C₀并聯(lián)、另一個(gè)端口與所述逆變器側(cè)濾波電感L_f連接，所述逆變器側(cè)濾波電感L_f與所述電網(wǎng)側(cè)濾波電感L_g、所述輸出側(cè)濾波電容C_f連接，所述電網(wǎng)側(cè)濾波電感L_g連接到電網(wǎng)上。

優(yōu)選的，所述四個(gè)電力開關(guān)管包括第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管 S3及第四開關(guān)管S4，第一開關(guān)管S1的漏極與直流母線電壓V_dc的正極連接，所述第一開關(guān)管S1的源極分別與第二開關(guān)管S2的漏極、第三開關(guān)管S3的漏極、第一電力電容C1的正極相連，所述第二開關(guān)管S2的源極分別與逆變器側(cè)濾波電感L_f、第四開關(guān)管S4的漏極連接，所述第三開關(guān)管S3的源極分別與直流母線電壓V_dc的負(fù)極、第二二極管D2的陰極、第二電力電容C2的正極連接，所述第一電力電容C1的負(fù)極分別與第一二極管D1的陰極、第二二極管D2的陽極連接，所述第四開關(guān)管S4的源極分別與第一二極管D1的陽極、第二電力電容C2的負(fù)極連接。

優(yōu)選的，所述第一電力電容C1及第二電力電容C2均選擇鋁電解電容。

優(yōu)選的，所述四個(gè)電力開關(guān)管均采用并聯(lián)有二極管的mosfet管。

優(yōu)選的，所述開關(guān)管調(diào)制策略采用單極性SPWM技術(shù)。

本實(shí)用新型提供一種基于電荷泵電路的PV并網(wǎng)逆變器，將電網(wǎng)中性點(diǎn)直接與電荷泵電路的負(fù)極接線端子相連，使通過寄生電容上的電壓直接與零電位并聯(lián)，從而達(dá)到消除漏電流的目的。本實(shí)用新型既解決了傳統(tǒng)逆變器的不足，又有如下優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)從根本上消除了漏電流，因此開關(guān)管的調(diào)制策略不受限制；僅采用四個(gè)開關(guān)管，降低了安裝成本；輸出電壓為三電平，從而減小了輸出電流紋波，提高了電能質(zhì)量；運(yùn)行狀態(tài)下，電流僅流過兩個(gè)開關(guān)管，故減小了開關(guān)管導(dǎo)通損耗；可向電網(wǎng)傳輸無功功率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

圖1為基于電荷泵電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a為區(qū)域Ⅰ逆變器的輸出電壓為V_Bo為+V_dc的情況。

圖3b為區(qū)域Ⅰ逆變器的輸出電壓V_Bo將為0的情況。

圖4c為區(qū)域Ⅱ逆變器的輸出電壓為V_Bo為-V_dc的情況。

圖4d為區(qū)域Ⅱ逆變器的輸出電壓為V_Bo為0的情況。

圖5e為區(qū)域Ⅲ逆變器的輸出電壓為V_Bo為-V_dc的情況。

圖5f區(qū)域Ⅲ逆變器的輸出電壓為V_Bo為0的情況。