[實用新型]一種發電單元并網逆變器的拓撲結構

有效

• 申請號: 201821764744.0
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN209608556U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 夏俊榮;葉榮波;汪東平;徐濤;周昶;華光輝;汪春;栗峰;張祥文;劉寧波;劉海璇;孔愛良;孫檬檬;梁碩;楊龍雨;劉瑞增;李剛
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網寧夏電力有限公司石嘴山供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M1/12
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本實用新型涉及一種發電單元并網逆變器的拓撲結構，所述結構包括：依次并聯于發電單元直流側母線之間的第一開關管、第一電容、第一橋臂和第二橋臂；串聯在第一連接點與發電單元直流側正極端之間的母線上的第一電感；串聯在所述第一連接點與第二連接點之間的母線上的二極管；與發電單元直流側負極端依次連接的第二電容和大地；所述第一橋臂的輸出端和第二橋臂的輸出端均通過濾波電路接入交流源。本實用新型提供的技術方案，一方面可以消除所述并網逆變器的共模電壓的高頻脈動，有效地抑制漏電流；另一方面，可以使續流電流只經過開關管，減小器件的通態損耗，提高所述并網逆變器的工作效率。

技術領域

本實用新型涉及新能源發電領域，具體涉及一種發電單元并網逆變器的拓撲結構。

背景技術

能源是發展國民經濟，提高人民生活水平的重要物質基礎。隨著經濟的發展，人口的增加，能源的需求越來越大，使得傳統的化石能源的儲量正在日益枯竭，從而帶來了能源短缺。此外，大量使用化石燃料已經對人類生存環境造成的危害日益突出，并導致生態惡化，這些問題已成為當今世界各國面臨的一個重大問題。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變目前的能源結構，實現人類社會的可持續發展。從能源供應等諸多因素考慮，太陽能無疑是符合可持續發展的理想的綠色能源，同時太陽能也即將成為21世紀最重要的能源之一。

近年來，由于新能源產業的發展和世界各國政策的支持，光伏發電得到了快速的發展，而光伏逆變器作為光伏發電的核心設備，受到了廣泛的關注。從微型逆變器到單相小功率逆變器再到三相中大功率逆變器，衍生出各種拓撲。拓撲結構的性能對整個發電系統的效率起到關鍵作用，而且大大影響整個系統的可靠性和生產成本。在保證低漏電流的基礎上提高效率是研究新型并網逆變器拓撲的核心目標。帶輸出變壓器的隔離型并網逆變器是最常見的結構，該變壓器同時完成電壓匹配以及隔離功能。由于變壓器的隔離作用:一方面可以保護人身安全；另一方面保證系統不會向電網注入直流分量，有效地防止配電變壓器的飽和。但是變壓器增加了整個系統的體積、重量和成本。無變壓器型光伏逆變器不僅成本較低、體積和重量較小，其效率可提高1％-2％，已經在分布式光伏發電系統中占據主流。但是，非隔離型并網逆變器因為無隔離變壓器，存在漏電流問題。漏電流本質為共模電流，寄生電容會與逆變器輸出濾波元件以及電網阻抗組成共模諧振電路，逆變器的功率開關動作時會引起寄生電容上的電壓即共模電壓的變化，變化的共模電壓能夠激勵這個諧振電路從而產生共模電流。共模電流的出現，會增加系統的傳導損耗，降低了電磁兼容性并產生安全問題。而且，對地共模電流太大還會造成交流濾波器的飽和，降低濾波效果。為保證安全，VDE0126-1-1標準對并網系統共模電流做出嚴格規定。為抑制非隔離型并網逆變器的共模電流，應盡量使共模電壓變化減小。

傳統的四開關管橋式逆變器在單極性調制方式下不能抑制漏電流。在雙極性調制方式下，雖然能夠有效地抑制漏電流，但是所有的開關器件都工作在高頻狀態下，增加了開關損耗，而且雙極性調制時其逆變輸出的紋波電流幅值較大。為了提高并網逆變器的效率、可靠性和供電質量等性能，各類拓撲結構被相繼提出并被廣泛應用，通過改變全橋拓撲的結構，形成了新的逆變器拓撲結構。

實用新型內容

本實用新型提供的一種發電單元并網逆變器的拓撲結構，其目的是采用依次并聯于發電單元直流側母線之間的第一開關管、第一電容、第一橋臂和第二橋臂，消除并網逆變器的共模電壓的高頻脈動，減小器件的通態損耗，提高所述并網逆變器的工作效率。

本實用新型的目的是采用下述技術方案實現的：

一種發電單元并網逆變器的拓撲結構，其改進之處在于，所述結構包括：

依次并聯于發電單元直流側母線之間的第一開關管、第一電容、第一橋臂和第二橋臂；

串聯在第一連接點與發電單元直流側正極端之間的母線上的第一電感；

串聯在所述第一連接點與第二連接點之間的母線上的二極管；