[發明專利]基于變壓器濾波的電流源并網逆變器及其雙載波調制方法

在審

• 申請號: 202111004306.0
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113765346A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 李鵬程;霍黎明;郭英軍;馬金濤;劉士軒;郭偉
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M7/44;H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明提供了一種基于變壓器濾波的電流源并網逆變器及其雙載波調制方法，電流源并網逆變器包括：直流源的正極和負極均經過直流電感連接至逆阻型全橋電路，逆阻型全橋電路的輸出端經過由隔離變壓器濾波網絡接入電網，隔離變壓器濾波網絡包括串聯在逆阻型全橋電路輸出端的隔離變壓器及其漏感，以及并聯在逆阻型全橋電路輸出端的濾波電容；隔離變壓器二次側接入電網；對所述基于變壓器濾波的電流源并網逆變器采用雙調制波雙載波單極性PWM調制。本發明通過加入變壓器濾波結合雙調制波雙載波單極性PWM調制實現了電氣隔離，并利用變壓器漏感和濾波電容組成CL濾波器抑制諧波電流，減小了漏電流和總諧波失真含量。

技術領域

本發明涉及光伏逆變器調制策略應用技術領域，具體涉及一種基于變壓器濾波的電流源并網逆變器及其雙載波調制方法。

背景技術

傳統不帶變壓器的電流源光伏并網逆變器的變壓器體積和漏感較大，造成嚴重的功率損耗；非隔離型電流源逆變器存在固有的漏電流缺陷，對電網存在安全隱患。

因此，如何提供一種減小電流源并網逆變器漏電流、諧波干擾以及開關損耗，提高單位功率因數和效率及并網穩定性的基于變壓器濾波的電流源并網逆變器及其雙載波調制方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于變壓器濾波的電流源并網逆變器及其雙載波調制方法，通過加入變壓器濾波實現電氣隔離、減小泄漏電流，并利用變壓器漏感和濾波電容組成CL濾波器抑制諧波電流。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于變壓器濾波的電流源并網逆變器，所述電流源并網逆變器包括：直流源的正極和負極均經過直流電感連接至逆阻型全橋電路，所述逆阻型全橋電路的輸出端經過由隔離變壓器濾波網絡接入電網，所述隔離變壓器濾波網絡包括串聯在逆阻型全橋電路輸出端的隔離變壓器及其漏感，以及并聯在逆阻型全橋電路輸出端的濾波電容；所述隔離變壓器二次側接入電網。

優選的，所述基于變壓器濾波的電流源并網逆變器的漏電流等效為：

其中，C_PV為漏電流與光伏板對地寄生電容、Vcm為直流源、直流電感和逆阻型全橋電路形成共模環路的共模電壓；直流電感和隔離變壓器的等效阻抗Z趨于無窮大Z_∞。

優選的，所述隔離變壓器濾波網絡的s域等效電路模型為:

其中，i_o(s)為逆阻型全橋電路輸出電流，i_g(s)為并網電流，即逆阻型全橋電路輸出電流的電網電流分量，C為所述濾波電容，L_p為所述漏感，r為漏感等效阻抗，v_g(s)為電網電壓；所述隔離變壓器濾波網絡濾除逆阻型全橋電路輸出電流的高次諧波，使并網電流與電網電壓處于同頻和同相，以單位功率因數并網運行。

優選的，所述隔離變壓器漏感與濾波電容組成的濾波電路的諧振頻率和阻尼系數為：

本發明還提供了一種基于變壓器濾波的電流源并網逆變器的雙載波調制方法，對所述基于變壓器濾波的電流源并網逆變器采用雙調制波雙載波單極性PWM調制。

經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明的有益效果包括：

1、電流型并網逆變器屬于升壓型逆變器，不需要DC/DC變換器調整直流母線電壓，提升了整機效率。

2、利用變壓器漏感和濾波電容構成了CL濾波器，降低了電網諧波和功率損耗，提高了電網功率因數。此外，直流側電感可以抑制直流電流的二倍頻波動。