[發明專利]一種低共模電壓的非隔離雙向DC/AC變流器及其控制方法

在審

• 申請號: 202010828005.9
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112003493A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 尹強;黃軍偉;熊澤成;甘江華;陳天錦;方支劍
• 申請（專利權）人: 許繼電源有限公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02J5/00;H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 朱曉娟

本發明涉及一種低共模電壓的非隔離雙向DC/AC變流器及其控制方法，通過直流母線、橋式變換電路以及LC濾波電路組成非隔離雙向DC/AC變流器，并采用整流恒壓控制方法和并網恒流控制方法組成的組合控制策略對變流器進行控制，實現了單相電網與母線之間的雙向能量流動，具有降低光伏發電等分布式能源非隔離接入存在的漏電流，實現電網多模式控制運行，低共模電壓和能量雙向流動的優點。

技術領域

本發明涉及電源電路相關領域，尤其涉及一種低共模電壓的非隔離雙向DC/AC變流器及其控制方法。

背景技術

非隔離光伏逆變拓撲由于省略了隔離所使用的變壓器，降低了制造成本，具有效率高、重量輕、體積小等優點，非常適用于小功率光伏逆變系統。但是省略隔離元件也同樣帶來了一個嚴重的問題，即系統中可能會出現較大的對地漏電流。通過直流旁路拓撲及在其基礎上演變的拓撲，能夠解決了漏電流的問題。

在戶用光伏發電系統中引入儲能技術，同時可以解決戶用光伏發電系統中供電不平衡的問題，滿足負荷正常工作的要求，可以保證整個戶用光伏發電系統的可靠運行，也是解決戶用光伏電池和交流電網瞬時供電同時中斷的有效方法。

儲能的引入使電池能夠向電網提供能量，同時電網也能夠向電池充電，因此需要打破傳統光伏發電系統中逆變拓撲不能反向能量流動的規定。因此，低共模電壓非隔離雙向DC/AC變流器及控制方法的需求應運而生。

發明內容

基于現有技術的上述情況，本發明的目的在于通過提供低共模電壓的非隔離雙向DC/AC變流器及其控制方法，解決現有技術中光伏發電并網系統能量只能從母線到電網的單相流動問題，通過SPWM的驅動波形信號時序使母線與電網之間能夠雙向流動，拓展了其應用范圍，并在光伏儲能系統中得到更好的應用。

為達到上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種低共模電壓的非隔離雙向DC/AC變流器，包括：

直流母線、橋式變換電路以及LC濾波電路；

所述直流母線、橋式變換電路和LC濾波電路以此連接，LC濾波電路的輸出端接入電網；

所述橋式變換電路包括第一橋臂和第二橋臂，所述第一橋臂和第二橋臂各包括三個開關管；

所述LC濾波電路包括電感和電容。

進一步的，所述第一橋臂包括分別具有反并聯二極管的開關管Q1、Q5和Q3，所述第二橋臂包括分別具有反并聯二極管的開關管Q2、Q6和Q4。

進一步的，所述開關管Q1、Q5和Q3依次串聯連接，并且所述開關管Q1的集電極與所述直流母線的正極相連，所述開關管Q3的發射極與所述直流母線的負極相連；所述開關管Q2、Q6和Q4依次串聯連接，并且所述開關管Q2的集電極與所述直流母線的正極相連，所述開關管Q4的發射極與所述直流母線的負極相連

進一步的，所述變流器還包括二極管D1和D2，所述開關管Q5的發射極與開關管Q3的集電極的連接點為A點，所述開關管Q6的發射極與開關管Q4的集電極的連接點為B點，所述二極管D1的陽極與A點連接，所述二極管D1的陰極與開關管Q2的發射極以及開關管Q6的集電極連接；所述二極管D2的陽極與B點連接，所述二極管D2的陰極與開關管Q1的發射極以及開關管Q5的集電極連接。

進一步的，所述LC濾波電路包括電感L1和L2，以及電容C2，所述電感L1的一端與A點連接，所述電感L2的一端與B點連接，所述電感L1、L2的另一端分別與電容C2的兩端連接，并且作為LC濾波電路的輸出端。

根據本發明的另一個方面，提供一種用于所述低共模電壓的非隔離雙向DC/AC變流器的控制方法，所述控制方法包括由整流恒壓控制方法和并網恒流控制方法組成的組合控制策略，根據所述變流器的工作狀況實施相應的控制方法。

進一步的，所述整流恒壓控制方法包括：