光伏并網發電微型逆變器制造技術

光伏并網發電微型逆變器，涉及逆變器。設有電源Vin、串聯電感L1、耦合電感L2P和L2S、第一電容C1、第二電容C2、濾波電感L0、濾波電容C0、第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3和第四開關管S4。采用正弦電壓跟蹤法輸出交流電壓，即通過控制占空比大小有規律的變化，輸出按照正弦規律變化的電壓，從而達到將直流逆變為交流的目的。結構簡單、可靠性高。通過改變開關管的占空比和耦合電感的匝比N可以實現不同的電壓增益，結合正弦波形跟蹤調制方法，可實現任意電壓幅值的逆變電壓輸出。可以減少紋波電流。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及逆變器，尤其是涉及一種微網系統中的光伏并網發電微型逆變器。
技術介紹
在能源的日益枯竭以及生態環境惡化的問題下，尋求新能源并對其加以利用越來越重要。太陽能取之不盡、用之不竭，并且無害，不會污染環境，所以如何利用太陽能成為了全世界研究的重點。光伏并網發電是目前人們使用太陽能的重要方式，但傳統集中式光伏并網系統存在可靠性低、MPPT效率不高、系統可擴展性不強等劣勢，發展分布式光伏并網系統成為解決這一問題徹底方案，而其中的微型逆變器又是該系統的關鍵技術。傳統的電壓式全橋逆變器整體電路的體積較大，成本高，在輸入電壓較低和變化范圍較大的場合，通常需要在其前級加入DC/DC升壓電路，增加了系統的復雜性；并且不允許同一橋臂的兩個開關同時導通，插入死區可以避免直通問題，但會引起輸出諧波電壓的增大。因此，研究可靠性高、成本低、效率高的新型逆變器具有非常重要的意義，也是目前逆變技術發展的重要方向之一。中國專利CN202385026U公開一種光伏微型逆變器，包含晶硅電池組件接口(1)、交錯反激DC/DC升壓電路(2)、DC/AC工頻換向電路(3)、濾波器電路(4)和微處理器電路(5)，晶硅電池組件接口、交錯反激DC/DC升壓電路、DC/AC工頻換向電路和濾波器電路依次連接，并共同連接微處理器電路。中國專利CN103888013A公開一種基于高頻交流降壓理論的微型逆變器及其數字控制裝置，包括輸入電源Uin，正弦調制高頻逆變器、能量緩沖電感、高頻變壓器、不控橋式整流器、π型濾波器、工頻開關逆變器。控制裝置包括電壓傳感器、電流傳感器以及DSP數字控制器。其中，正弦調制高頻逆變器和工頻開關逆變器都是由四個電力MOSFET構成；高頻變壓器的原邊和副邊都為單繞組結構；不控橋式整流器由四個快恢復二極管構成；π型濾波器由兩個電容C1、C2和一個電感LG，互相連接成π形狀。中國專利CN103441693A公開一種并網型光伏發電微型逆變器及其控制方法。逆變器包括第一電容、第一電壓傳感器、第一驅動模塊、第一反激變換器、第二反激變換器、第二電壓傳感器、第三電壓傳感器、MPU控制器、第二驅動模塊、第一逆變橋、第二逆變橋、第二電容、電流傳感器、濾波器和第四電壓傳感器。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對傳統逆變器成本高、可靠性低和結構復雜等缺點，提供結構簡單、可靠性高，可減少紋波電流、具有高升壓比的一種微網系統中光伏并網發電微型逆變器。本專利技術設有電源Vin、串聯電感L1、耦合電感L2P和L2S、第一電容C1、第二電容C2、濾波電感L0、濾波電容C0、第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3和第四開關管S4；串聯電感L1與電源Vin串聯；耦合電感初級L2P與第二開關管S2、耦合電感次級L2S串聯后與第一電容C1并聯，耦合電感初級L2P的同名端與串聯電感L1的一端相連，第二開關管S2的漏極與耦合電感初級L2P的異名端相連，第二開關管S2的源極與耦合電感次級L2S的同名端相連；第二電容C2的一端連接耦合電感次級L2S的同名端和第二開關管S2的源極，第二電容C2的另一端連接電源Vin的負極；第一開關管S1的一端連接耦合電感次級L2S的異名端和第一電容C1的一端，第一開關管S1的另一端連接第二電容C2的一端和電源Vin的負極；第三開關管S3和第四開關管S4串聯后與電源Vin并聯，第三開關管S3的源極和第四開關管S4的漏極相連；負載電阻V0與濾波電容C0并聯后與濾波電感L0相連，濾波電感L0的另一端與第二電容C2的一端相連，負載電阻V0的另一端與第三開關管S3的源極和第四開關管S4的漏極相連。本專利技術采用了正弦電壓跟蹤法輸出交流電壓，即通過控制占空比大小有規律的變化，輸出按照正弦規律變化的電壓，從而達到將直流逆變為交流的目的。相較于現有技術，本專利技術的技術方案具備以下有益效果：本專利技術提供一種結構簡單、可靠性高的用于光伏并網發電的準Z源逆變器拓撲電路。通過改變開關管的占空比和耦合電感的匝比N可以實現不同的電壓增益，結合正弦波形跟蹤調制方法，理論上可以實現任意電壓幅值的逆變電壓輸出。相比于傳統的電壓源逆變器有結構簡單、可靠性高的優點，并且可以減少紋波電流。本專利技術適用于微網系統中的光伏分布式系統。附圖說明圖1為本專利技術實施例中微網系統中用于光伏分布式發電的微型逆變器電路圖。圖2為本專利技術實施例中開關管的控制策略。圖3為本專利技術實施例中等效工作模態一電路圖。圖4為本專利技術實施例中等效工作模態二電路圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本專利技術做進一步的闡述。圖1為本專利技術提供的一種微網系統中用于光伏分布式發電的微型逆變器電路拓撲，它包括：電源Vin、串聯電感L1、耦合電感L2P和L2S、第一電容C1、第二電容C2、濾波電感L0、濾波電容C0、第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3和第四開關管S4；串聯電感L1與電源Vin串聯；耦合電感初級L2P與第二開關管S2、耦合電感次級L2S串聯后與第一電容C1并聯，耦合電感初級L2P的同名端與串聯電感L1的一端相連，第二開關管S2的漏極與耦合電感初級L2P的異名端相連，第二開關管S2的源極與耦合電感次級L2S的同名端相連；第二電容C2的一端連接耦合電感次級L2S的同名端和第二開關管S2的源極，第二電容C2的另一端連接電源Vin的負極；第一開關管S1的一端連接耦合電感次級L2S的異名端和第一電容C1的一端，第一開關管S1的另一端連接第二電容C2的一端和電源Vin的負極；第三開關管S3和第四開關管S4串聯后與電源Vin并聯，第三開關管S3的源極和第四開關管S4的漏極相連；負載電阻V0與濾波電容C0并聯后與濾波電感L0相連，濾波電感L0的另一端與第二電容C2的一端相連，負載電阻V0的另一端與第三開關管S3的源極和第四開關管S4的漏極相連。下面簡要介紹該變換器的控制策略和基本原理：通過第一開關管S1和第二開關管S2的互補導通，實現輸出交流電壓的功能。由于輸出電壓和輸入電壓用占空比來表示不是線性關系，為了得到正弦的輸出電壓，占空比不能用正弦方式來改變。因此使用根據輸出電壓與輸入電壓的關系推導出的占空比變化曲線作為參考信號，與三角波進行比較，當參考信號大于三角波時，S1開通，否則，S1關斷，S2的柵極信號與S1的柵極信號互補。為了輸出完整正弦波，在輸出電壓周期的正半周將S3開通，S4截止，在輸出電壓的負半周將S3截止，S4開通，以實現輸出電壓的正向和負向都可以實現任意電壓增益。控制策略如圖2所示。工作時，當本文檔來自技高網...

【技術保護點】
光伏并網發電微型逆變器，其特征在于設有電源Vin、串聯電感L1、耦合電感L2P和L2S、第一電容C1、第二電容C2、濾波電感L0、濾波電容C0、第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3和第四開關管S4；串聯電感L1與電源Vin串聯；耦合電感初級L2P與第二開關管S2、耦合電感次級L2S串聯后與第一電容C1并聯，耦合電感初級L2P的同名端與串聯電感L1的一端相連，第二開關管S2的漏極與耦合電感初級L2P的異名端相連，第二開關管S2的源極與耦合電感次級L2S的同名端相連；第二電容C2的一端連接耦合電感次級L2S的同名端和第二開關管S2的源極，第二電容C2的另一端連接電源Vin的負極；第一開關管S1的一端連接耦合電感次級L2S的異名端和第一電容C1的一端，第一開關管S1的另一端連接第二電容C2的一端和電源Vin的負極；第三開關管S3和第四開關管S4串聯后與電源Vin并聯，第三開關管S3的源極和第四開關管S4的漏極相連；負載電阻V0與濾波電容C0并聯后與濾波電感L0相連，濾波電感L0的另一端與第二電容C2的一端相連，負載電阻V0的另一端與第三開關管S3的源極和第四開關管S4的漏極相連。

【技術特征摘要】
1.光伏并網發電微型逆變器，其特征在于設有電源Vin、串聯電感L1、耦合電感L2P和L2S、
第一電容C1、第二電容C2、濾波電感L0、濾波電容C0、第一開關管S1、第二開關管S2、第三
開關管S3和第四開關管S4；
串聯電感L1與電源Vin串聯；耦合電感初級L2P與第二開關管S2、耦合電感次級L2S串聯后
與第一電容C1并聯，耦合電感初級L2P的同名端與串聯電感L1的一端相連，第二開關管S2的
漏極與耦合電感初級L2P的異名端相連，第二開關管S2的源極與耦合電感次級L2S的同名端相
連；
第二電容C2的一端...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何良宗，侯國斌，楊蕊菡，張建寰，
申請(專利權)人：廈門大學，
類型：發明
國別省市：福建;35