[發明專利]無重疊時間六開關電流型并網逆變器及其控制方法和系統

在審

• 申請號: 202110012690.2
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112821798A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 代云中;劉健洋;黃應強;陳琪;羅鐘雨;陳啟強;李泓廷;游元慶;魯慶東;林虹宇;屈珣;彭宇峰;程健釗;曹競
• 申請（專利權）人: 宜賓職業技術學院
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/12;H02M1/088
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發明公開了無重疊時間六開關電流型并網逆變器，本發明的逆變器主要由光伏電池陣列PV、功率開關管S₁、功率開關管S₂、功率開關管S₃、功率開關管S₄、功率開關管S₅、功率開關管S₆、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、二極管D₅、二極管D₆、濾波電容C₁、濾波電容C₂、儲能電感L₁、儲能電感L₂、交流濾波電容C_f、交流濾波電感L_f1、交流濾波電感L_f2和電網u_g。本發明提出的無重疊時間六開關電流型并網逆變器拓撲，能夠有效抑制高頻共模漏電流。

技術領域

本發明屬于電子電力技術領域，具體涉及無重疊時間六開關電流型并網逆變器及其控制方法和系統。

背景技術

電流型并網逆變器(Current Source Grid-connected Inverter，CSGCI)由于電流源的恒流特性，輸出的電流與阻抗無關，僅與輸出的電壓和阻抗有關，通過改變阻抗值大小達到控制電壓的目的，電流型并網逆變器具有良好的升壓性能。此外電流型并網逆變器輸出電流可以直接通過濾波器流入到電網之中，并不需要其他額外的器件來進行信號轉換，具有響應速度快且功率因數高的優點。現有的橋式對稱電感配置電流型并網逆變器電路拓撲如圖1所示，該逆變器結構簡單，具有單極性調制和三電平輸出等特性，因此得到了廣泛應用。但該逆變器當跨接在電流源兩側的開關同時斷開時，電流的充電路徑將被阻塞，開關管之間將承受巨大的電壓峰值。因此在實際工程中需要在同一橋臂上當開關管在切換時，需要在開關之間加入重疊時間。而重疊時間的引入會增加并網電流諧波含量，降低并網逆變器(Grid-connected Inverter，GCI)的電能質量。同時，德國VDE-0126-1-1標準規定，漏電流幅值高于300mA時光伏GCI必須在0.3s內從電網中切除。另外，該拓撲并未實現在續流階段將光伏電池板與電網相隔離，當采用單極性調制時，共模電壓高頻變化，漏電流較大。若要并入電網需加入隔離變壓器，但又會增大逆變器的體積和成本，降低了系統的功率密度。

發明內容

為了解決現有電流型并網逆變器共模漏電流較大的技術問題，本發明提供了無重疊時間六開關電流型并網逆變器。本發明能夠有效抑制逆變器的高頻共模漏電流，且漏電流滿足VDE-0126-1-1的標準。同時本發明還在兩橋臂的兩開關管間引入了防止電流型并網逆變器開路的濾波電容，具有無需設置重疊時間，并網電流總諧波畸變小的優點。

本發明通過下述技術方案實現：

一種無重疊時間六開關電流型并網逆變器，本發明的逆變器由光伏電池陣列PV、功率開關管S₁、功率開關管S₂、功率開關管S₃、功率開關管S₄、功率開關管S₅、功率開關管S₆、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、二極管D₅、二極管D₆、儲能電感L₁、儲能電感L₂、濾波電容C₁、濾波電容C₂、交流濾波電容C_f、交流濾波電感L_f1、交流濾波電感L_f2和電網u_g組成；