[發明專利]一種光伏逆變器及其控制方法

有效

• 申請號: 202010431368.9
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111510008B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 姚志壘
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M1/12;H02M1/42;H02J3/38;H02J3/44
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;周乃鑫

本發明公開了一種光伏逆變器，包括：光伏組件、中間電容、第一濾波電感、第二濾波電感、第三濾波電感、第一二極管、第二二極管、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管以及驅動控制電路；第一濾波電感、第二濾波電感、第三濾波電感只在半個工頻周期工作，第一開關管和第二開關管分別為電網電壓的負半周和正半周高頻開關，第三開關管和第四開關管工頻開關。本發明通過控制第一濾波電感和第二濾波電感的電流值，從而保證了電網電流與電網電壓同頻同相，實現了單位功率因數輸出，同時電網的每半個工頻周期只有1個開關管高頻開關，從而降低了開關損耗，提高了系統變換效率。本發明的光伏逆變器無共模漏電流，且具有高可靠性。

技術領域

本發明涉及光伏技術領域，尤其涉及一種光伏逆變器及其控制方法。

背景技術

由于非隔離光伏逆變器在光伏組件和電網之間沒有隔離，從而可能產生共模漏電流流過光伏組件的對地寄生電容。該共模漏電流會引起電磁干擾，增加系統損耗，甚至對人身安全串聯形成威脅。德國VDE012611標準規定非隔離光伏逆變器共模漏電流有效值應小于300mA。若系統檢測其超過該值，非隔離光伏逆變器將停機。

國內外專家學者對如何抑制非隔離光伏逆變器的共模漏電流展開了一系列卓有成效的研究。常用的方法有：改進調制技術、增加開關器件、增加濾波器和改進控制方法等。但上述方法抑制共模漏電流的效果易受光伏組件對地寄生電容和電路參數變化的影響，因此，有必要研究能從根本上消除共模漏電流的逆變器拓撲及其控制方法。

發明內容

本發明提出了一種可以有效消除非隔離光伏逆變器的共模漏電流的光伏逆變器及其控制方法。

為了達到上述目的，本發明提出了一種光伏逆變器，包括：光伏組件、中間電容、第一濾波電感、第二濾波電感、第三濾波電感、第一二極管、第二二極管、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管以及驅動控制電路；

所述的光伏組件，其用于為光伏逆變器的拓撲電路提供電能，其負極與電網的負極連接，所述的光伏組件與電網的共同接地，可消除光伏逆變器的共模漏電流；

所述的中間電容，其用于為電網電壓工頻周期的負半周工作提供電流，所述的中間電容的正極與光伏組件的負極連接；

所述的第一濾波電感，其第一端通過第一開關管與所述的光伏組件的正極連接，其第二端分別與所述的光伏組件的負極、中間電容的正極連接，所述的第一濾波電感與光伏組件、第一開關管串聯形成第一回路，所述的第一回路為電網電壓工頻周期的負半周工作回路；

所述的第二濾波電感，其第一端通過第二開關管與光伏組件的正極連接，其第二端通過電網與光伏組件的負極連接，所述的第二濾波電感與電網、光伏組件、第二開關管串聯形成第二回路，所述的第二回路為電網電壓工頻周期的正半周工作回路；

所述的第三濾波電感，其第一端通過電網與所述的中間電容的正極連接，其第二端通過第三開關管與中間電容的負極連接，所述的第三濾波電感與第三開關管、中間電容、電網串聯形成第三回路，所述的第三回路為電網電壓工頻周期的負半周工作回路；

所述的第一濾波電感的第一端還與第一二極管的第一端連接，所述的第一二極管的第二端與所述的中間電容的負極連接，所述的第一濾波電感與中間電容、第一二極管串聯形成第一續流回路，所述的第一續流回路為電網電壓工頻周期的負半周工作回路；

所述的第二濾波電感的第一端還與第二二極管的第一端連接，所述的第二二極管的第二端通過第四開關管與所述的電網的負極連接，所述的第二濾波電感與電網、第四開關管、第二二極管串聯形成第二續流回路，所述的第二續流回路為電網電壓工頻周期的正半周工作回路；

所述的控制驅動單元，其輸入端分別與所述的電網、光伏組件、第一濾波電感以及第二濾波電感連接，其輸出端分別與第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管連接，用于驅動控制各個開關管的開關，進而驅動調節電網的電流信息。