[實用新型]一種多電平光伏逆變器的不對稱分量檢測與消除裝置

有效

• 申請號: 201820989900.7
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN208754002U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王璐;徐建源;蔣元宇;馬碩;易偉;王玉瀟;于高樂;宋怡;吳冠男;陳浩然;閆鴻魁;王超
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/26;G01R29/16
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

本實用新型提供一種多電平光伏逆變器的不對稱分量檢測與消除裝置，涉及分布式電源多電平電力電子功率變換器控制技術領域。該裝置包括光伏板、模塊化多電平光伏逆變器和控制電路模塊，光伏板包括若干串并聯的光伏陣列模塊，模塊化多電平光伏逆變器采用三相六橋臂拓撲結構，控制電路模塊包括觸發電路、信號輸入電路、驅動放大電路、信號處理控制單元和不對稱分量檢測消除單元。本實用新型的模塊化多電平光伏逆變器，采用開關管和二極管的半橋電路，使得逆變器的控制更為簡單，提高了系統控制的可靠性，而且減少了開關器件的使用，具有經濟性，適用于很多電壓等級，靈活性更好，操作方法簡單易行，適用于工程應用。

技術領域

本實用新型涉及分布式電源多電平電力電子功率變換器控制技術領域，尤其涉及一種多電平光伏逆變器的不對稱分量檢測與消除裝置。

背景技術

近年來，隨著環境污染和能源枯竭問題越來越嚴重，太陽能作為一種清潔的可再生能源，已經越來越多的受到世界各國的重視，我國開發和利用可再生能源、優化能源結構的力度也不斷加大。目前，光伏發電各項技術已經趨于成熟，光伏電站的大型化和并網化將是今后的發展方向和研究重點。但是，隨著光伏產業的迅速發展，光伏發電容量的大幅度提升，一些問題也相應的突顯出來，例如光伏陣列發電效率低、光伏并網發電對電網影響大、并網逆變器需滿足更高的要求等。

目前的太陽能光伏發電基本都以交流并網的形式為主，無論是集中式光伏逆變器還是分布式光伏逆變器，其輸出電壓都比較低，多為400V以下，如果要將光伏發電并網，則需要通過逆變器后再經過變壓器升壓整流后再并入直流配電網。此系統設備多、占地面積大、結構復雜、轉換效率低等不足。雖然新提出的模塊化多電平光伏逆變器彌補了以上不足，但是當交流系統經常出現電壓跌落、交流側故障、負荷投切等情況，則會出現三相交流系統不對稱情況，針對不對稱的故障問題，現有文獻未涉及模塊化多電平光伏逆變器的控制。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種多電平光伏逆變器的不對稱分量檢測與消除裝置，實現電網電壓不對稱分量的檢測與消除，通過控制負序分量抑制功率出現的二倍頻分量，無需注入額外的零序電壓等，就可保證三相電壓、功率的平衡，其方法簡單，易于工程的實現。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種多電平光伏逆變器的不對稱分量檢測與消除裝置，包括光伏板、模塊化多電平光伏逆變器和控制電路模塊；

所述光伏板包括若干串并聯的光伏陣列模塊，所述光伏陣列模塊的等效電路包括太陽能電池組件集合體的太陽能電池組件、并聯二極管、并聯電阻及并聯電容和串聯電阻；所述并聯二極管和并聯電阻均并聯在太陽能電池組件上構成太陽能電池組件集合體，并聯電容并聯在太陽能電池組件集合體兩端構成并聯結構；串聯電阻與所述并聯結構串聯，該串聯結構的兩端為光伏陣列模塊的輸出端；

所述模塊化多電平光伏逆變器采用三相六橋臂拓撲結構，其中三相的每相均包括上、下兩個橋臂，每一個橋臂均包括n個子單元模塊，n至少為2；所述子單元模塊的輸入端連接光伏陣列模塊的輸出端，子單元模塊的輸出端連接三相交流電網；

所述子單元模塊包括DC/DC變換器和SM單元，所述DC/DC變換器的輸入端接入光伏陣列模塊，輸出端接入SM單元；所述SM單元包括兩個開關管VT1與VT2、兩個二極管 VD1與VD2、并聯電容C和開關K，開關管VT1與VT2通過發射極和集電極進行串聯，兩個二極管VD1與VD2分別并聯在開關管VT1的集電極和發射極之間與VT2的集電極和發射極之間，且開關管的發射極與對應二極管的陽極連接，并聯電容C并聯在兩個開關管串聯結構的兩端，開關K并聯在開關管VT2的集電極和發射極之間，并且開關K的兩端作為SM單元的輸入端。

所述DC/DC變換器為隔離型DC/DC變換器。

所述子單元模塊的工作模式包括放電模式和充電模式，具體根據開關管不同的導通和關斷狀態，實現不同的工作狀態，子單元模塊具體工作狀態包括：