[發明專利]一種T形有源中點箝位光伏逆變電路及其控制方法

在審

• 申請號: 201810105932.0
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108566110A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 邊敦新;逯明;張瀟
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發明公開了一種T形有源中點箝位光伏逆變電路及其控制方法。本發明在AVC?Heric逆變電路中進行了改進。通過在續流橋臂的中點引入一條T型通路至分壓電容中點，T型通路是由一對相反的功率管和二極管組成的并聯通路，功率管內部設有體二極管即續流二極管。該發明在續流階段能夠有效的進行電壓箝位，而且在雙向導通的同時避免了體二極管因反向恢復慢帶來的箝位電壓不穩定問題。

技術領域

本發明涉及電氣工程領域，具體涉及一種電力電子設備在電氣工程中的應用，是一種T形有源中點箝位光伏逆變電路及其控制方法。

背景技術

逆變器是一種將直流電能轉換成交流電能的裝置。通過對逆變器中開關管的控制可以實現直流電源(PV)轉換成民用交流220V電源，也可以轉換成頻率不同的交流電源用以控制電機轉速等。隨著新能源技術發展地不斷成熟，將太陽能等產生的電能并入大型供電網絡成為一種提高供電可靠性的方法。實現電能并網的主要的設備就是逆變器。逆變器在電能變換的過程需要大功率開關管的高頻的通斷來實現，而功率器件的高頻開關會產生高頻共模電壓，眾所周知，光伏發電多是由大批量的光伏板串并聯組成的光伏陣列，存在較大的對地寄生電容，從而在高頻共模電壓的作用下產生了共模電流即漏電流。高頻漏電流使光伏發電系統的傳導和輻射干擾變得嚴重，增加了并網電流的諧波和系統損耗，嚴重時還會導致人身安全受到威脅。抑制光伏發電系統中的漏電流是解決非隔離型光伏逆變器并網技術的關鍵問題之一。抑制漏電流的最常見方法是改變逆變器的逆變電路的拓撲結構，構造新的續流回路。申請號為201610246182.X的一種單相非隔離型光伏并網逆變器及其控制方法就是一種H6拓撲結構的逆變電路。

另外，交流橋臂的中點的電壓不能保持穩定不變是造成共模電壓懸浮、無法抑制漏電流的原因，如圖7所示，為了解決中點電壓懸浮的問題，電工技術學報中《基于有源箝位的無變壓器型單相光伏并網逆變器》提供了一種箝位電壓的方法。該逆變電路引入直流分壓電容，在續流通道的中點接入一功率管S0，將共模電壓箝位到分壓電容中點，從而有效地抑制漏電流。該新型拓撲在續流階段根據兩端中點電壓極性，電流會經過開關管S0與開關管S0或反并聯的續流二極管，滿足雙向導通能力，能有效箝位電壓。但由于整體效率和成本考慮，功率管的續流二極管一般使用性能較差的二極管，不能快速導通和關斷，對穩定中點電壓仍有一定影響，同時續流二極管因反向恢復慢還會導致箝位電壓不穩定問題。因此設計一種有效抑制漏電流的逆變電路成為一種迫切的要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供了一種具有快速關斷并且能保持箝位電壓穩定的T形有源中點箝位光伏逆變電路及其控制方法。

本發明要解決的技術問題的技術方案是：

一種T形有源中點箝位光伏逆變電路，其特征在于：包括直流電源、第一、二分壓電容，第一、二、三、四、五、六、七、八開關管，第一、二二極管，第一、二并網電感、第一、二、三、四、五、六、七、八續流二極管以及控制器。所述第一、二分壓電容串聯后并接在直流電源的正負極上。所述第一、三開關管的集電極并接后與直流電源的正極電氣連接，第二、四開關管的發射極并接后與直流電源的負極電氣連接，第一開關管的發射極和第二開關管的集電極電氣連接，第三開關管的發射極和第四開關管的集電極電氣連接。第一開關管的發射極和單相供電電網的火線之間串聯有第一并網電感，第三開關管的發射極和單相供電電網的零線之間串聯有第二并網電感。所述第五、六開關管串聯后并接在第一、三開關管的發射極之間，其中，第五開關管的發射極的和第一開關管的發射極電氣連接，第六開關管的發射極的和第三開關管的發射極電氣連接，第五、六開關管的集電極電氣連接。所述第一二極管的負極和第一、二分壓電容的連接點電氣連接，第一二極管的正極和第七開關管的發射極電氣連接，第七開關管的集電極和第五開關管的集電極電氣連接。所述第八開關管的集電極和第一、二分壓電容的連接點電氣連接，第八開關管的發射極和第二二極管的正極電氣連接，第二二極管的負極和第五開關管的集電極電氣連接。第一、二、三、四、五、六、七、八續流二極管分別和第一、二、三、四、五、六、七、八開關管極性相反并接。所述第一、二、三、四、五、六、七、八開關管的門極和控制器電氣連接。