[發明專利]一種單相三電平微型光伏逆變器及其開環控制方法和系統

有效

• 申請號: 202011247021.5
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112398360B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 羅瀟;於鋒;丁雷青;李曉莉;彭勇;王建軍
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

本發明公開了一種單相三電平微型光伏逆變器及其開環控制方法和系統，該逆變器由濾波及續流電感、電容、多個鉗位二極管和開關器件組成，可較好地將直流側光伏板的直流電壓逆變為滿足并網需求的交流電壓，實現電能的并網控制。進一步的，其開環控制方法簡單有效地使逆變器實現了光伏板直流電的逆變控制，輸出能夠滿足并網需求的正弦交流電，該方法步驟簡單，易于實現，適合大范圍推廣應用。

技術領域

本發明涉及電力電子逆變器驅動及控制領域，具體涉及一種單相三電平微型光伏逆變器及其開環控制方法和系統。

背景技術

隨著全世界范圍內經濟水平和工業技術的飛速發展，能源需求量也在不斷增加。而且隨著科學技術的發展，以及傳統能源的不可再生性和無限制的開采傳統能源對環境造成的不可逆的破壞，人們越來越傾向于使用一種清潔可再生的新能源來取代傳統能源。可再生能源的種類有很多，包括風能、水能、地熱能、太陽能等，其中，太陽能是最容易被發現和利用的可再生能源。近年來，由于人們越來越重視利用太陽能進行發電，所以光伏發電技術得到了快速的發展。

太陽能光伏發電系統的主要核心就是光伏逆變器，用來將太陽能光伏板發出的直流電逆變為電網可接納的交流電送入電網。而傳統的光伏逆變系統是多個光伏板串聯共用一個逆變器，因此，逆變器的體積和功率很大，而且伴隨著很大的功率損耗和嚴重的發熱現象。此外，由于多個光伏板的串聯，當其中一塊光伏板故障或被陰影遮擋而無法正常工作時，將導致這一串光伏板均無法正常工作，降低了光伏發電的效率。因此，微型光伏逆變器受到了研究者們的廣泛關注。

微型光伏逆變器，誕生于美國硅谷，是一種模塊化、即插即用、能夠從單一太陽能電池組件的直流電轉換至交流電的新型裝置。對于微型逆變器的研究和應用是目前全球電力變換技術研究的前沿和熱點，它同時具有能效高，壽命長、體積小、可靠性高、操作安全、安裝方便等特點，標志著光伏技術的新突破，在各類分布式光伏發電應用方面有著廣闊的前景。但是對于微型光伏逆變器的應用要求設計合理的控制算法，實現直流電到交流電的轉化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單相三電平微型光伏逆變器及其開環控制方法和系統，該逆變器由濾波及續流電感、電容、多個鉗位二極管和開關器件組成，可較好地將直流側光伏板的直流電壓逆變為滿足并網需求的交流電壓，實現電能的并網控制。進一步的，其開環控制方法簡單有效地使逆變器實現了光伏板直流電的逆變控制，輸出能夠滿足并網需求的正弦交流電，該方法步驟簡單，易于實現，適合大范圍推廣應用。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種單相三電平微型光伏逆變器，包含：

濾波及續流電感L₁，其輸入端與直流側光伏板連接，所述濾波及續流電感L₁用于保持直流側光伏板輸出電流的穩定，并減小電流紋波；

第一鉗位二極管D_A，其輸入端與所述濾波及續流電感L₁的輸出端連接，所述第一鉗位二極管D_A輸出端連接一第三鉗位二極管D_C的輸入端；

第二鉗位二極管D_B，所述濾波及續流電感L₁的輸出端依次連接第五開關器件S_A、第六開關器件S_B、第二鉗位二極管D_B的輸入端，所述第二鉗位二極管D_B輸出端與直流側光伏板連接；

電容C，其一端與所述第一鉗位二極管D_A的輸出端連接，所述電容C的另一端連接于所述第五開關器件S_A和第六開關器件S_B之間；

第一開關器件S₁，其一端與所述第三鉗位二極管D_C的輸出端連接，另一端連接一第三開關S₃器件，所述第三開關器件S₃與所述直流側光伏板連接；