[發明專利]一種帶有儲能系統的多電平逆變器及其控制方法

有效

• 申請號: 201811105204.6
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109245580B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·弗雷塔斯
• 申請（專利權）人: 瑞殼科技（上海）有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

本發明公開了一種帶有儲能系統的多電平逆變器，包括若干串聯的子拓撲電路，所述子拓撲電路包括低壓電池及H橋電路，H橋電路連接于低壓電池的兩端，且H橋電路橋臂的中點為子拓撲電路的輸出端，且多個子拓撲電路依次通過其輸出端串聯。每次僅一個開關做高頻開關，降低了系統損耗，實現了較高的轉換效率；各個子拓撲輪流工作，實際上降低了整個拓撲工作的平均時間，即大大延長了系統拓撲的使用壽命。

技術領域

本發明涉及光伏逆變器領域，更確切地說是一種帶有儲能系統的多電平逆變器及控制方法。

背景技術

目前的儲能逆變系統中，儲能采用DC 48V電池，為了能夠輸出AC(230Vac/50or60Hz)。傳統的升壓再逆變結構，能量變換環節多，且多使用高壓器件，高頻開關，導致系統效率較低，成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶有儲能系統的多電平逆變器，其可以實現利用簡單的子拓撲通過有效的組合實現逆變功能，實現較高的系統效率，實現各電池模組間自動的能量平衡。

本發明采用以下技術方案：

一種帶有儲能系統的多電平逆變器，包括若干串聯的子拓撲電路，所述子拓撲電路包括低壓電池及H橋電路，H橋電路連接于低壓電池的兩端，且H橋電路橋臂的中點為子拓撲電路的輸出端，且多個子拓撲電路依次通過其輸出端串聯。

所述H橋電路為H4橋電路。

H橋電路包括的S1,S2,S3,S4為MOSFET功率器件。

所述低壓電池的電壓為48V。

所述子拓撲電路設有八個。

所述低電壓電池可為直流電源。

一種帶有儲能系統的多電平逆變器的控制方法，起始中每個子拓撲中S3,S4均開通狀態，任意一個子拓撲中，S3由開通狀態轉為斷開狀態，S1依據正弦調制方式變頻開關，占空比D由0逐漸至1，到占空比D＝1時，S1一直導通并保持導通狀態不變，在此過程中，其它子拓撲電路中開關狀態不變，S1,S2斷開，S3,S4開通，拓撲輸出由0V逐漸升至48V。

保持第一個拓撲電路的狀態不變，第二個拓撲電路重復第一個子拓撲電路的動作，即第二個子拓撲電路的S3由開通狀態轉為斷開狀態，第二個拓撲的S1依據正弦調制方式變頻開關，占空比D由0逐漸至1，當占空比D＝1時，系統拓撲輸出將由48V逐漸升至96V。

各子拓撲電路重復上述過程。

各子拓撲電路按序逐個由占空比D＝1降至占空比D＝0，最終回到交流輸出電壓為0V。

本發明的優點是：每次僅一個開關做高頻開關，降低了系統損耗，實現了較高的轉換效率；采用低壓功率器件，器件選擇范圍更廣，價格更低，從而降低了系統成本，輸入為儲能電池，在放電過程中，子拓撲電池電壓較高，則放電時間較長，子拓撲電池電壓較低，則放電時間較短。從而間接的也達到了在各電池系統間能量的均衡；可雙向運行，即交流輸出端接電網等設備，可反向給電池充電，由多個子拓撲構成，各個子拓撲輪流工作，實際上降低了整個拓撲工作的平均時間，即大大延長了系統拓撲的使用壽命。

附圖說明

下面結合實施例和附圖對本發明進行詳細說明，其中：

圖1是本發明的子拓撲電路的電路示意圖。

圖2是本發明的實施例1的電路圖。

圖3是本發明的實施例2的電路圖。

具體實施方式

下面進一步闡述本發明的具體實施方式：