[實用新型]飛跨電容五電平逆變器和新能源發電系統

有效

• 申請號: 201720867954.1
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN207039478U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 謝勝仁;楊勇;黃敏;方剛;盧進軍
• 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: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 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

本實用新型屬于電力電子技術領域，涉及一種飛跨電容五電平逆變器及其采用的移相控制方法和基于它的新能源發電系統，可以應用于太陽能發電、風力發電等新能源發電行業。

背景技術

由于常規能源的有限性以及環境問題的日益突出,使得以環保和可再生為特征的新能源越來越得到各國的重視。逆變器作為新能源與電網或負載的接口，其性能直接影響新能源發電系統的性能。按照輸出電平來說，逆變器通常可分為兩電平逆變器和多電平逆變器。

目前，對于單相光伏逆變器的結構是H4、H5、H6等拓撲結構，這些結構由于結構簡單等優點在光伏發電系統得到了廣泛的應用。但這些拓撲結構逆變器輸出的電平數為2個，即為兩電平逆變器，其存在逆變器輸出濾波電感大和需要較高的開關頻率等不足。

與傳統的兩電平逆變器相比，多電平逆變器由于輸出具有更低的諧波含量、更高的輸出波形質量、開關器件承受的耐壓應力減小而壽命延長，因而在可再生能源發電方面得到了廣泛的應用。

例如在申請號為201410126713.2的發明專利《一種飛跨電容型三電平逆變裝置的控制方法》中，公開了應用改進載波層疊PWM方法的飛跨電容型三電平逆變裝置的控制方法，得出逆變器控制所需的“1”、“0”、“‐1”狀態，利用飛跨電容開關狀態冗余特性，增加零電平向量選擇環節來實現飛跨電容型三電平逆變裝置的控制，其為三電平逆變裝置，輸出電平數量較少。而在申請號為201120262122.X的實用新型專利《飛跨電容式五電平光伏逆變器》中公開了一種飛跨電容式五電平光伏逆變器，每一相由8個電力電子開關管和5個鉗位電容構成，逆變器每相橋臂輸出五個電平，提高整個太陽能發電系統發電效率高，注入電網的諧波小，但其在性能和效率方面仍具有提升空間。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種能夠進一步提高逆變性能和效率的飛跨電容五電平逆變器。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種飛跨電容五電平逆變器，用于連接新能源發電裝置和電網，所述飛跨電容五電平逆變器包括16個高頻MOSFET管和6個飛跨電容；

16個所述高頻MOSFET管均分為兩組，每組的8個所述高頻MOSFET管通過源極和漏極相串聯而構成一條橋臂，兩條橋臂均連接于所述新能源發電裝置所連接的直流母線的兩端；

第1條所述橋臂中：第1個所述高頻MOSFET管與第2個所述高頻MOSFET管之間構成Pa1節點，第2個所述高頻MOSFET管與第3個所述高頻MOSFET管之間構成Pa2節點，第3個所述高頻MOSFET管和第4個所述高頻MOSFET管之間構成Pa3節點，第4個所述高頻MOSFET管與第5個所述高頻MOSFET管之間構成A節點，第5個所述高頻MOSFET管與第6個所述高頻MOSFET管之間構成Na3節點，第6個所述高頻MOSFET管與第7個所述高頻MOSFET管之間構成Na2節點，第7個所述高頻MOSFET管與第8個所述高頻MOSFET管之間構成Na1節點；

第2條所述橋臂中：第1個所述高頻MOSFET管與第2個所述高頻MOSFET管之間構成Pb1節點，第2個所述高頻MOSFET管與第3個所述高頻MOSFET管之間構成Pb2節點，第3個所述高頻MOSFET管和第4個所述高頻MOSFET管之間構成Pb3節點，第4個所述高頻MOSFET管與第5個所述高頻MOSFET管之間構成D節點，第5個所述高頻MOSFET管與第6個所述高頻MOSFET管之間構成Nb3節點，第6個所述高頻MOSFET管與第7個所述高頻MOSFET管之間構成Nb2節點，第7個所述高頻MOSFET管與第8個所述高頻MOSFET管之間構成Nb1節點；

第1個所述飛跨電容連接于所述Pa1節點與所述Na1節點之間，第2個所述飛跨電容連接于所述Pa2節點與所述Na2節點之間，第3個所述飛跨電容連接于所述Pa3節點與所述Na3節點之間；第4個所述飛跨電容連接于所述Pb1節點與所述Nb1節點之間，第5個所述飛跨電容連接于所述Pb2節點與所述Nb2節點之間，第6個所述飛跨電容連接于所述Pb3節點與所述Nb3節點之間；

所述A節點和所述D節點構成所述飛跨電容五電平逆變器的輸出端而與所述電網相連接。