T型有源钳位型五电平三相逆变器及并网逆变发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种T型有源钳位型五电平三相逆变器，包括三个相同的T型有源钳位型五电平桥臂；T型有源钳位型五电平桥臂包括第一线路、第二线路、第三线路和钳位电容；第一线路包括串联的第一电力电子开关管、第二电力电子开关管、第三电力电子开关管、第四电力电子开关管，第一线路中包含第一连接点、第二连接点、第三连接点；第二线路包括串联的第五电力电子开关管、第六电力电子开关管；第三线路包括串联的第七电力电子开关管、第八电力电子开关管；钳位电容连接于第一连接点与第三连接点之间；第二连接点为输出端。本发明专利技术能够提高逆变器输入电压范围，提高逆变器的性能。

T type active clamp type five level three-phase inverter and grid connected inverter power generation system

The present invention relates to a T type active clamped five level inverter, including three identical T type active clamped five level bridge arm; T type active clamp type five electric Pingqiao arm comprises a first line, second line, third lines and the clamp capacitor; the first circuit comprises a first power series the electronic switch, second power electronic switch, third power electronic switch, fourth power electronic switch, the first line contains a first connection point, second connection points, third connection points; second lines including fifth power electronic switch series tube, sixth power electronic switch; third lines including seventh power electronic switch series tube, eighth power electronic switch; clamp capacitor connected between the first connection point and third connection points; second connection points for output. The invention can increase the input voltage range of the inverter and improve the performance of the inverter.

【技术实现步骤摘要】
T型有源钳位型五电平三相逆变器及并网逆变发电系统
本专利技术涉及一种基于可再生清洁能源的并网逆变发电系统以及该并网逆变发电系统中应用的三相逆变器。
技术介绍
近年来，随着全球能源危机和环境问题的日益严重，发展可再生清洁能源(如太阳能发电、风力发电、生物能发电等)成为各国发展的重点。而逆变器作为可再生能源发电与负载的接口，其性能直接影响整个可再生能源发电系统。多电平逆变器与两电平逆变器相比，具有电力电子器件电压应力低、输出波形总谐波畸变率低、电磁干扰小、损耗小等优点。因此，多电平逆变器在可再生能源发电系统(如光伏发电系统、风力发电系统等)得到广泛的应用，如T型三电平三相逆变器结构在光伏发电系统得到广泛的应用。随着光伏发电技术的发展，目前市场出现高压的电池板，使得光伏逆变器的输入电压达到1800V，而常规的T型三电平三相逆变器的输入电压小于需1000V，无法实现1800V的输入电压。为提高光伏逆变器的输入电压(如1800V以上)和进一步提高光伏逆变器的性能(如电流谐波、效率、共模变化等)，需要设计一种新型逆变器结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够实现高压输入且性能得到进一步提升的T型有源钳位型五电平三相逆变器。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种T型有源钳位型五电平三相逆变器，与可再生清洁能源相连接并将所述可再生清洁能源逆变后提供给电网，所述T型有源钳位型五电平三相逆变器包括分别对应三相输出的三个相同的T型有源钳位型五电平桥臂；所述T型有源钳位型五电平桥臂包括第一线路、第二线路、第三线路和钳位电容；所述第一线路包括串联的第一电力电子开关管、第二电力电子开关管、第三电力电子开关管、第四电力电子开关管，所述第一线路连接于所述可再生清洁能源所连接的直流母线两端，所述第一电力电子开关管与所述第二电力电子开关管的共同端构成第一连接点，所述第二电力电子开关管与所述第三电力电子开关管的共同端构成第二连接点，所述第三电力电子开关管与所述第四电力电子开关管的共同端构成第三连接点；所述第二线路包括串联的第五电力电子开关管、第六电力电子开关管，所述第二线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第一连接点之间；所述第三线路包括串联的第七电力电子开关管、第八电力电子开关管，所述第三线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第三连接点之间；所述钳位电容连接于所述第一连接点与所述第三连接点之间；所述第二连接点引出构成所述T型有源钳位型五电平桥臂的输出端。优选的，所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管、所述第五电力电子开关管、所述第六电力电子开关管、所述第七电力电子开关管、所述第八电力电子开关管分别具有源极和漏极；所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述第一线路中；所述第五电力电子开关管、所述第六电力电子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述第二线路中；所述第七电力电子开关管、所述第八电力电子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述第三线路中。优选的，所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管分别包括串联线路，所述串联线路包括串联并采用相同驱动信号的第一子开关管、第二子开关管，所述第一子开关管、所述第二子开关管分别具有源极和漏极，所述第一子开关管、所述第二子开关管分别通过各自的源极和漏极接入所述串联线路，所述串联线路的两端分别构成其所在的所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管或所述第四电力电子开关管的源极和漏极。优选的，所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管、所述第五电力电子开关管、所述第六电力电子开关管、所述第七电力电子开关管、所述第八电力电子开关管均采用绝缘栅双极型晶体管。本专利技术还提供一种新型的基于可再生清洁能源的并网逆变发电系统，它包括可再生清洁能源、与所述可再生清洁能源相连接的直流母线、与所述直流母线相连接的逆变器、与所述逆变器相连接的LC滤波器，所述电网与所述LC滤波器相连接，其中所述逆变器采用上述T型有源钳位型五电平三相逆变器。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器能够充分发挥五电平的优势，使得每一个电力电子开关管的承受电压仅为直流母线电压的几分之一，从而大大提高了逆变器的输入电压范围，且其输出相电压为5个电平，相比于传动T型三电平三相逆变器输出相电压为3个电平，大大提高了逆变器的性能。附图说明附图1为为本专利技术的基于可再生清洁能源的并网逆变发电系统的结构示意图。附图2为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中对应于A相的T型有源钳位型五电平桥臂的原理图。附图3为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态1时的信号流向示意图。附图4为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态2时的信号流向示意图。附图5为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态3时的信号流向示意图。附图6为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态4时的信号流向示意图。附图7为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态5时的信号流向示意图。附图8为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态6时的信号流向示意图。附图9为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态7时的信号流向示意图。附图10为本专利技术的T型有源钳位型五电平三相逆变器中T型有源钳位型五电平桥臂在状态8时的信号流向示意图。以上附图中：1、可再生清洁能源；2、逆变器；3、LC滤波器。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一：一种新型的基于可再生清洁能源的并网逆变发电系统如附图1所示，它包括可再生清洁能源、与可再生清洁能源相连接的直流母线PN、与直流母线相连接的逆变器、与逆变器相连接的LC滤波器，电网与LC滤波器相连接。本实施例中，可再生清洁能源为光伏阵列，在该并网逆变发电系统中，可再生清洁能源由直流电源Edc和直流输入电阻Rdc等效。直流母线PN上设置有两个串联的母线电容Cdc，两个母线电容Cdc之间的共同端即为直流母线上的电容中性点O。在附图1中，ea、eb、ec分别为电网的三相电压，ia、ib、ic分别为逆变器输出的三相电流。L为滤波电感，C为滤波电容。上述并网逆变发电系统中的逆变器采用T型有源钳位型五电平三相逆变器。该T型有源钳位型五电平三相逆变器用于连接可再生清洁能源并将可再生清洁能源逆变后提供给电网。具体的，T型有源钳位型五电平三相逆变器包括分别对应三相输出的三个相同的T型有源钳位型五电平桥臂。以下以对应A相输出的T型有源钳位型五电平桥臂为例进行详细说明。如附图2所示，T型有源钳位型五电平桥臂包括第一线路、第二线路、第三线路和钳位电容Cactive。第一线路连接于可再生清洁能源所连接的直流母线两端，即P点和N点之间。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种T型有源钳位型五电平三相逆变器，与可再生清洁能源相连接并将所述可再生清洁能源逆变后提供给电网，其特征在于：所述T型有源钳位型五电平三相逆变器包括分别对应三相输出的三个相同的T型有源钳位型五电平桥臂；所述T型有源钳位型五电平桥臂包括第一线路、第二线路、第三线路和钳位电容；所述第一线路包括串联的第一电力电子开关管、第二电力电子开关管、第三电力电子开关管、第四电力电子开关管，所述第一线路连接于所述可再生清洁能源所连接的直流母线两端，所述第一电力电子开关管与所述第二电力电子开关管的共同端构成第一连接点，所述第二电力电子开关管与所述第三电力电子开关管的共同端构成第二连接点，所述第三电力电子开关管与所述第四电力电子开关管的共同端构成第三连接点；所述第二线路包括串联的第五电力电子开关管、第六电力电子开关管，所述第二线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第一连接点之间；所述第三线路包括串联的第七电力电子开关管、第八电力电子开关管，所述第三线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第三连接点之间；所述钳位电容连接于所述第一连接点与所述第三连接点之间；所述第二连接点引出构成所述T型有源钳位型五电平桥臂的输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种T型有源钳位型五电平三相逆变器，与可再生清洁能源相连接并将所述可再生清洁能源逆变后提供给电网，其特征在于：所述T型有源钳位型五电平三相逆变器包括分别对应三相输出的三个相同的T型有源钳位型五电平桥臂；所述T型有源钳位型五电平桥臂包括第一线路、第二线路、第三线路和钳位电容；所述第一线路包括串联的第一电力电子开关管、第二电力电子开关管、第三电力电子开关管、第四电力电子开关管，所述第一线路连接于所述可再生清洁能源所连接的直流母线两端，所述第一电力电子开关管与所述第二电力电子开关管的共同端构成第一连接点，所述第二电力电子开关管与所述第三电力电子开关管的共同端构成第二连接点，所述第三电力电子开关管与所述第四电力电子开关管的共同端构成第三连接点；所述第二线路包括串联的第五电力电子开关管、第六电力电子开关管，所述第二线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第一连接点之间；所述第三线路包括串联的第七电力电子开关管、第八电力电子开关管，所述第三线路连接于所述直流母线上的电容中性点与所述第三连接点之间；所述钳位电容连接于所述第一连接点与所述第三连接点之间；所述第二连接点引出构成所述T型有源钳位型五电平桥臂的输出端。2.根据权利要求1所述的T型有源钳位型五电平三相逆变器，其特征在于：所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所述第三电力电子开关管、所述第四电力电子开关管、所述第五电力电子开关管、所述第六电力电子开关管、所述第七电力电子开关管、所述第八电力电子开关管分别具有源极和漏极；所述第一电力电子开关管、所述第二电力电子开关管、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，杨勇，方刚，卢进军，谢胜仁，
申请(专利权)人：江苏固德威电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32