[發明專利]一種交叉雙PV源輸入級聯多電平逆變器電路

有效

• 申請號: 202010414157.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111541391B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 阿拉丁·穆斯塔法·穆罕默德·哈森;李小騰;周永興;陳文潔;楊旭;戴立宇;王睿
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網陜西省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/49
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種交叉雙PV源輸入級聯多電平逆變器電路，采用九個開關管連接形成交叉雙PV源輸入級聯多電平逆變器電路拓撲結構，不需要額外電容，可以兼容多種新能源的同時接入，通過對單個拓撲結構的級聯，可以得到高的輸出電壓和輸出功率，同時總諧波畸變也會明顯改善，適用于多種新能源發電系統的混合使用，結構簡單。采用多個多電平逆變器電路級聯，拓展了多電平逆變器電路的輸出電平數目以及高功率應用場合的需求，在級聯結構下，功率等級會有所提高，總諧波畸變會顯著減小，增加了系統的可靠性和減小濾波元件的數目和體積。

技術領域

本發明屬于電力電子研究領域，具體涉及一種交叉雙PV源輸入級聯多電平逆變器電路。

背景技術

近年來，多電平逆變器(MLIs)受到了眾多學者的青睞，在工業領域也引起了廣泛的關注。

MLIs的一系列優勢歸功于它本身所具有的特點：多電平的操作帶來的總諧波畸變(THD)的減少以及更優秀的電磁兼容特性，而這些特點反過來又會作用于整個系統，使得整個系統的效率和穩定性都有所提升。與此同時，多電平逆變器的多電平操作可以降低開關器件上的應力，從而降低開關器件的開關損耗，優化整體的效率特性。而目前對于風力發電和光伏發電等新能源應用領域采用的多電平逆變器，采用單拓撲模塊結構，無法適應風力發電和光伏發電等新能源發電系統的可靠性，而采用多拓撲結構，需要額外電容電路輔助，結構復雜，穩定性差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種交叉雙PV源輸入級聯多電平逆變器電路，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種交叉雙PV源輸入級聯多電平逆變器電路，包括第一開關管Qa、第二開關管Qb、第三開關管Qc、第四開關管Qd、第五開關管Q1、第六開關管Q2、第七開關管Q3、第八開關管Q4和第九開關管Q5；

第五開關管Q1的集電極c、第六開關管Q2的發射極e、第八開關管Q4的集電極c和第九開關管Q5的集電極c連接第二直流電源V_dc2的一個接電極；第七開關管Q3的集電極c、第三開關管Qc的發射極e和第四開關管Qd的發射極e連接第二直流電源V_dc2的另一個接電極；

第五開關管Q1的發射極e、第一開關管Qa的集電極c和第二開關管Qb的集電極c連接第一直流電源V_dc1的一個接電極；第六開關管Q2的集電極c和第七開關管Q3的發射極e連接第一直流電源V_dc1的另一個接電極；

第一開關管Qa的發射極e、第八開關管Q4的發射極e和第三開關管Qc的集電極c連接輸出端正極；第二開關管Qb的發射極e、第九開關管Q5的的發射極e和第四開關管Qd的集電極c連接輸出端負極。

進一步的，第一開關管Qa、第二開關管Qb、第三開關管Qc、第四開關管Qd、第五開關管Q1、第六開關管Q2和第七開關管Q3均為帶阻尼二極管IGBT場效應管。

進一步的，第八開關管Q4和第九開關管Q5為N型IGBT場效應管。

進一步的，其中一個多電平逆變器電路的輸出端負極與另一個多電平逆變器電路的輸出端正極連接形成級聯拓撲結構，其中一個多電平逆變器電路的輸出端正極為級聯拓撲結構的輸出端正極，另一個多電平逆變器電路的輸出端負極為級聯拓撲結構的輸出端負極。

進一步的，多個多電平逆變器的輸出端負極與輸出端正極依次連接形成多級級聯拓撲結構。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：