[發明專利]基于雙開關頻率調制的升壓擴展型準Z源級聯多電平光伏逆變器

在審

• 申請號: 201910393413.3
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN109995085A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 易靈芝;劉月;桂慶忠;趙健
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/537;H02M1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于雙開關頻率調制的升壓擴展型準Z源級聯多電平光伏逆變器,所述的并網發電系統由三個單級光伏發電模塊級聯并網組成；所述的每個單級光伏發電模塊包括光伏電池單元和升壓擴展型準Z源逆變器單元；所述的每個升壓擴展型準Z源逆變器單元包括阻抗網絡升壓單元和交流逆變單元；所述的阻抗網絡升壓單元包括第一電感(L₁)、第一二極管(D₁)、第一電容(C₁)、第二電感(L₂)、第二二極管(D₂)、第二電容(C₂)、第三電容(C₃)、第三電感(L₃)、第四電容(C₄)；并且所述第一電感的一端與光伏電池相連，另一端與第一二極管的陽極相連；所述第二電容跨接于第一二極管的陽極和第二二極管的陽極之間，且所述第二電容的陽極與第二二極管的陽極相連；所述第一二極管的陰極與所述第一電容的正極、所述第二電感相連；所述第一電容的負極與所述第三電容的負極相連；所述第二電感的另一端與所述第二二極管的陽極相連；所述第四電容跨接于第二二極管的陽極和H橋逆變器正極間，且所述第四電容的正極與H橋逆變器正極相連；所述第二二極管的陰極與所述第三電容正極、所述第三電感相連；所述第三電感的另一端連接于H橋逆變器正極；所述第二電容的負極與H橋逆變器的負極相連；所述第一個升壓擴展型準Z源光伏發電模塊的H橋逆變器左臂中間通過濾波電感連接到電網一端，電網的另一端連接到第三個H橋逆變器右橋臂中間；

其特征在于，包括：所述的升壓擴展型準Z源逆變器結合了兩個準Z源單元，具有更高的輸出電壓增益；所述的升壓擴展型準Z源光伏逆變器采用級聯的結構方式；所述的新型調制技術，包括：基于雙開關頻率調制的移相脈沖寬度幅值調制策略。

2.如權利要求1所述一種基于雙開關頻率調制的升壓擴展型準Z源級聯多電平光伏逆變器，其特征在于，所述的雙開關頻率調制技術：基于雙開關頻率調制的移相脈沖寬度幅值調制策略，這種調制策略使用兩個不同頻率且幅值變化的三角載波(Carrier_L和Carrier_H)分別于調制信號(m_L和m_R)和直通信號(V_P和V_N)進行比較產生有效調制和直通狀態；所述的雙開關頻率調制包括：以第一個模塊為例，m_L和m_R分別為H橋模塊左、右橋臂的單相正弦調制波，Carrier_L和Carrier_H分別為低頻載波和高頻載波，三角載波的幅值不再是固定不變的，而是在上包絡V_max和下包絡V_min之間變化，定義直通參考量為V_P和V_N，當幅值變化的三角載波高于V_P或低于V_N時產生直通狀態。n個模塊級聯，相鄰模塊間的載波相移為π/n，總的輸出相電壓為(2n+1)電平；

其特征在于，輸入側(阻抗網絡)運行在高頻調制下，而輸出側(輸出濾波器)則運行在低頻調制下；因此，阻抗網絡能夠被設計在高開關頻率下，而輸出濾波器被設計在低開關頻率下；由于多電平拓撲能夠輸出低諧波失真且高質量的階梯電壓波形，因此，輸出濾波器的要求可以在諧波標準中降低甚至消除。