[發(fā)明專利]一種五電平并網(wǎng)逆變結(jié)構(gòu)、逆變器和光伏電源系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN114844384A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊革軍;牛晨暉;陳曉路;姚中原;張宇;陳新宇;蔣俊榮;李冬;肖華鋒;劉贇
• 申請（專利權(quán)）人: 華能灌云清潔能源發(fā)電有限責(zé)任公司;東南大學(xué);華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司;華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司清潔能源分公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M1/12;H02M1/088;H02J3/38;H02J3/50
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 王艷秋

本發(fā)明公開了一種五電平并網(wǎng)逆變結(jié)構(gòu)、逆變器和光伏電源系統(tǒng)，屬于逆變電路拓撲領(lǐng)域。逆變電路包括直流源、逆變網(wǎng)絡(luò)、交流濾波器以及外部交流源，直流源的正極與逆變網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連，逆變網(wǎng)絡(luò)的輸出端與交流濾波器的輸入端相連，交流濾波器的輸出端與外部交流源的一端相連，外部交流源的另一端接地，直流源的負極、逆變網(wǎng)絡(luò)的接地端和交流濾波網(wǎng)絡(luò)的接地端均接地，單相共地型五電平逆變電路功率開關(guān)管的驅(qū)動信號是由調(diào)制波和載波比較生成的。本發(fā)明逆變電路具有差模電壓諧波含量低、可完全消除漏電流等特點，適用于中小功率非隔離型光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及逆變電路拓撲領(lǐng)域，具體涉及一種五電平并網(wǎng)逆變結(jié)構(gòu)、逆變器和光伏電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能是清潔可再生能源中非常重要的組成部分，而分布式光伏發(fā)電作為電網(wǎng)的重要組成部分也發(fā)揮著越來越大的作用。但是，光伏板與地面之間存在較大的寄生電容，產(chǎn)生的共模漏電流較大，不僅會降低系統(tǒng)效率，還可能影響人員與設(shè)備的安全。將電網(wǎng)中性點直接連接到輸入電壓正極或者負極的共地型結(jié)構(gòu)，可以將寄生電容短路，可以完全消除漏電流。由于光伏板的輸出電壓需要通過逆變電路來與電網(wǎng)的峰值電壓匹配；此外，通過增加輸出電壓等級的數(shù)量來提高電能質(zhì)量已成為非隔離型逆變電路的另一項主要措施，這樣有助于集成更小尺寸的交流濾波器。所以，逆變電路輸出電壓的降壓特性和產(chǎn)生的漏電流是目前非隔離型逆變電路的兩個主要缺點。此外，逆變電路輸出電壓為三電平時則需要配置一個較大的交流濾波器，以改善注入的電網(wǎng)電流的電能質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種五電平并網(wǎng)逆變結(jié)構(gòu)、逆變器和光伏電源系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種五電平并網(wǎng)逆變結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：逆變網(wǎng)絡(luò)和交流濾波器；

所述逆變網(wǎng)絡(luò)的輸入端與直流源的正極相連；所述逆變網(wǎng)絡(luò)的輸出端與所述交流濾波器的輸入端相連；所述交流濾波器的輸出端與外部交流源的一端相連，所述外部交流源的另一端接地；所述直流源的負極、所述逆變網(wǎng)絡(luò)的接地端和所述交流濾波器的接地端均接地；

所述逆變網(wǎng)絡(luò)包括第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管、第三功率開關(guān)管、第四功率開關(guān)管、第五功率開關(guān)管、第六功率開關(guān)管、第七功率開關(guān)管、第八功率開關(guān)管、第九功率開關(guān)管、第一電容和第二電容；

所述第一功率開關(guān)管的漏極與所述第二功率開關(guān)管的漏極相連；所述第一功率開關(guān)管的源極、所述第五功率開關(guān)管的漏極與所述第一電容的正極相連；所述第二功率開關(guān)管的源極、所述第三功率開關(guān)管的漏極、所述第四功率開關(guān)管的源極與所述第一電容的負極相連；

所述第五功率開關(guān)管的源極、第六功率開關(guān)管的漏極與所述第七功率開關(guān)管的漏極相連；所述第四功率開關(guān)管的漏極與所述第二電容的正極相連；所述第八功率開關(guān)管的源極、所述第九功率開關(guān)管與所述第二電容的負極相連；所述第六功率開關(guān)管的源極與所述第八功率開關(guān)管的漏極相連；

所述第一功率開關(guān)管的漏極為所述逆變網(wǎng)絡(luò)的輸入端與直流源正極相連；所述第六功率開關(guān)管的源極、所述第八功率開關(guān)管的漏極均為所述逆變網(wǎng)絡(luò)的輸出端；所述第三功率開關(guān)管的源極、所述第七功率開關(guān)管的源極和所述第九功率開關(guān)管的漏極均為逆變網(wǎng)絡(luò)的接地端與直流源負極相連。

進一步地，所述第二功率開關(guān)管、所述第四功率開關(guān)管、所述第五功率開關(guān)管、所述第六功率開關(guān)管、所述第七功率開關(guān)管、所述第八功率開關(guān)管和所述第九功率開關(guān)管均是由功率晶體管和反并二極管組成，所述功率晶體管的漏極或集電極與所述反并二極管的陰極相連構(gòu)成功率開關(guān)管的漏極，所述功率晶體管的源極或發(fā)射極與所述反并二極管的陽極相連構(gòu)成功率開關(guān)管的源極。

進一步地，所述第一功率開關(guān)管和所述第三功率開關(guān)管是由不含有反并二極管的功率開關(guān)管或含有反并二極管的功率開關(guān)管的源極與功率開關(guān)管的陽極相連的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。