一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载；通过在Boost升压电路与PWM逆变桥之间添加辅助谐振单元，使直流侧储能电容电压周期性地归零，实现PWM逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换，而且辅助谐振电路中的开关器件也可以实现零电压开通和零电流关断。本实用新型专利技术可减小开关损耗、提高开关频率，输出的线电压和相电流得到很好地控制，电流波形为光滑的正弦波，提高了光伏发电的效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，属于新能源发电与智能电网领域。
技术介绍
太阳能的利用是缓解全球能源紧缺与环境污染问题的重要途径，光伏发电就是近年来研究的热点之一。采用目前成熟的电力电子变流技术可将太阳能转换成电能，进而实现电压变换与功率控制。传统的谐振直流环节逆变器存在2个明显的缺点:开关器件的电压应力大；电压过零点与逆变器开关策略难以同步。近些年，研究人员提出了许多改进的谐振直流环节逆变器的拓扑结构，包括有源钳位谐振直流环节逆变器、并联谐振直流环节逆变器，推动了谐振直流环节逆变器的发展，但是仍然需要进一步完善。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供了一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，通过在Boost升压电路与PffM逆变桥之间添加辅助谐振单元，使直流侧储能电容电压周期性地归零，实现PWM逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换，而且辅助谐振单元中的开关器件也可以实现零电压开通和零电流关断。本技术的技术方案为:一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PffM逆变桥、三相阻感性负载，光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载依次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为三相阻感性负载供电；BooSt升压电路包括光伏侧储能电容Cl^B00St升压电感“'Boost升压电路开关器件Sl^Boost升压电路二极管D。、直流侧储能电容C1;辅助谐振电路包括电解电容Cfi和C F2，均压电阻札和R 2，谐振电容C1^P C r2,谐振电感Ly辅助开关器件Sal和S a2及其反并联二极管D 31和D a2；PWM逆变桥采用三相全桥逆变器，包括六个开关器件S^S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容，开关器件S 1、S3、S^集电极相连，作为PWM逆变桥的输入正端，开关器件S2、S4、Sj^发射极相连，作为PffM逆变桥的输入负端；光伏阵列与光伏侧储能电容C。并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L。相连，Boost升压电感L。另一端与Boost升压电路开关器件S。的集电极、Boost升压电路二极管D。的阳极相连，Boost升压电路二极管D。的阴极与直流侧储能电容C i的一端、辅助开关器件Sal的发射极、反并联二极管D al的阳极、辅助开关器件S &的集电极、反并联二极管D a2的阴极、谐振电容CdP Crt各自一端、PffM逆变桥的输入正端相连，直流侧储能电容C:的另一端与Boost升压电路开关器件S。的发射极、谐振电容Crf的另一端、电解电容Cf2的负极、PWM逆变桥的输入负端相连，均压电阻&与电解电容C F1并联连接，均压电阻1?2与电解电容Cf2并联连接，电解电容C ?的正极与辅助开关器件S 31的集电极、反并联二极管D 31的阴极、谐振电容(^的另一端相连，电解电容C ?的负极与电解电容C F2的正极、谐振电感k的一端相连，谐振电感W的另一端与辅助开关器件Sa2的发射极、反并联二极管Da2的阳极相连；开关器件S1的发射极与开关器件S 2的集电极相连，开关器件S 3的发射极与开关器件S 4的集电极相连，开关器件S5的发射极与开关器件S 6的集电极相连，由S 2、S4N 36的集电极分别引出PffM逆变桥的a、b、c三个输出端；PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别和三相阻感性负载的a相、b相、c相连接。本技术的有益效果:1、直流侧储能电容电压周期性地形成零电压凹槽，使PWM逆变桥的开关器件在电压为零时完成切换，实现零电压开关，有利于开关损耗的减小和提高开关频率；2、拓扑结构中只有2个辅助开关器件，控制相对简单，而且这2个辅助开关器件可以分别实现零电压开关和零电流开关，承受的电压不超过直流侧储能电容电压；3、电路中的二极管实现了软性关断，克服了反向恢复问题；4、PffM逆变桥的开关器件操作均为零电压开关，克服了电磁干扰问题，提高了运行效率。【附图说明】图1为本技术结构示意图。图2为本技术等效电路图。图3为本技术的特征工作波形图。【具体实施方式】下面结合说明书附图对本技术的技术方案做进一步阐述，但不限于此。如图1所示为一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置结构示意图，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PffM逆变桥、三相阻感性负载，光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载依次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为三相阻感性负载供电；BooSt升压电路包括光伏侧储能电容C。、Boost升压电感“'Boost升压电路开关器件Sl^Boost升压电路二极管D。、直流侧储能电容C1;辅助谐振电路包括电解电容Cfi和C F2，均压电阻札和R 2，谐振电容C1^P C r2,谐振电感Ly辅助开关器件Sal和S a2及其反并联二极管D 31和D a2；PWM逆变桥采用三相全桥逆变器，包括六个开关器件S^S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容，开关器件S 1、S3、S^集电极相连，作为PWM逆变桥的输入正端，开关器件S2、S4、Sj^发射极相连，作为PffM逆变桥的输入负端；光伏阵列与光伏侧储能电容C。并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L。相连，Boost升压电感L。另一端与Boost升压电路开关器件S。的集电极、Boost升压电路二极管D。的阳极相连，Boost升压电路二极管D。的阴极与直流侧储能电容C i的一端、辅助开关器件Sal的发射极、反并联二极管D al的阳极、辅助开关器件S &的集电极、反并联二极管D a2的阴极、谐振电容CdP Crt各自一端、PffM逆变桥的输入正端相连，直流侧储能电容C:的另一端与Boost升压电路开关器件S。的发射极、谐振电容Crf的另一端、电解电容Cf2的负极、PWM逆变桥的输入负端相连，均压电阻&与电解电容C F1并联连接，均压电阻1?2与电解电容Cf2并联连接，电解电容C ?的正极与辅助开关器件S 31的集电极、反并联二极管D 31的阴极、谐振电容(^的另一端相连，电解电容C ?的负极与电解电容C F2的正极、谐振电感k的一端相连，谐振电感W的另一端与辅助开关器件Sa2的发射极、反并联二极管Da2的阳极相连；开关器件S1的发射极与开关器件S 2的集电极相连，开关器件S 3的发射极与开关器件S 4的集电极相连，开关器件S5的发射极与开关器件S 6的集电极相连，由S 2、S4N 36的集电极分别引出PffM逆变桥的a、b、c三个输出端；PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别和三相阻感性负载的a相、b相、c相连接。Boost升压电路实现最大功率跟踪；辅助谐振电路为PWM逆变桥开关器件提供零电压开关条件；PWM逆变桥的开关器件在直流侧储能电容电压凹槽期间关断或开通，功率器件开关时无电压和电流的重叠，从而降低了开关损耗。为简化分析，做如下假设:1、器件均为理想工作状态；2、光伏阵列和Boost升压电路等效为一直流电源E ;3、负载电感远大于谐振电感，PffM逆变桥开关状态过渡瞬间的负载电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，其特征在于，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载，光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载依次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为三相阻感性负载供电；Boost升压电路包括光伏侧储能电容C0、Boost升压电感L0、Boost升压电路开关器件S0、Boost升压电路二极管D0、直流侧储能电容C1；辅助谐振电路包括电解电容CF1和CF2，均压电阻R1和R2，谐振电容Cr1和Cr2，谐振电感Lr，辅助开关器件Sa1和Sa2及其反并联二极管Da1和Da2；PWM逆变桥采用三相全桥逆变器，包括六个开关器件S1~S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容，开关器件S1、S3、S5的集电极相连，作为PWM逆变桥的输入正端，开关器件S2、S4、S6的发射极相连，作为PWM逆变桥的输入负端；光伏阵列与光伏侧储能电容C0并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L0相连，Boost升压电感L0另一端与Boost升压电路开关器件S0的集电极、Boost升压电路二极管D0的阳极相连，Boost升压电路二极管D0的阴极与直流侧储能电容C1的一端、辅助开关器件Sa1的发射极、反并联二极管Da1的阳极、辅助开关器件Sa2的集电极、反并联二极管Da2的阴极、谐振电容Cr1和Cr2各自一端、PWM逆变桥的输入正端相连，直流侧储能电容C1的另一端与Boost升压电路开关器件S0的发射极、谐振电容Cr2的另一端、电解电容CF2的负极、PWM逆变桥的输入负端相连，均压电阻R1与电解电容CF1并联连接，均压电阻R2与电解电容CF2并联连接，电解电容CF1的正极与辅助开关器件Sa1的集电极、反并联二极管Da1的阴极、谐振电容Cr1的另一端相连，电解电容CF1的负极与电解电容CF2的正极、谐振电感Lr的一端相连，谐振电感Lr的另一端与辅助开关器件Sa2的发射极、反并联二极管Da2的阳极相连；开关器件S1的发射极与开关器件S2的集电极相连，开关器件S3的发射极与开关器件S4的集电极相连，开关器件S5的发射极与开关器件S6的集电极相连，由S2、S4、S6的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端；PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别和三相阻感性负载的a相、b相、c相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆海，寇行顺，李俊林，苏志然，朱世盘，张程程，侯昆明，王文俊，刁维晓，郜林林，秦福宁，芦尊洁，蔡春凤，张蕊，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司聊城供电公司，
类型：新型
国别省市：山东;37