基于增强型Z源网络的光伏逆变器制造技术

本实用新型专利技术涉及基于增强型Z源网络的光伏逆变器，包括Boost升压电路、增强型Z源网络、PWM逆变桥，光伏阵列、Boost升压电路、增强型Z源网络、PWM逆变桥、三相负载顺次连接，将光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能并为三相负载供电。Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪，增强型Z源网络在PWM逆变桥开关器件开关过程中将电容的能量储存或者传递到直流链。本实用新型专利技术升压增益大，能够应用于低压输入光伏电源场合；在相同输入条件下，输出同样电压时仅需较小的直通占空比，因此可以维持较高调制因子，从而减小开关器件的电压应力，提高光伏发电输出电能质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及基于增强型Z源网络的光伏逆变器，属于电力电子变换与智能电 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 年来研宄的热点之一。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。 彭方正教授于2003年提出Z源逆变器，该逆变器具有以下优点：1、利用X型LC 网络能够单级实现升降压；2、不需要死区时间，能够消除传统逆变器死区时间带来的输出 噪声；3、同桥臂直通成为常态，增加了逆变器的抗干扰能力，在分布式发电领域应用前景广 阔。近年来国内外学者致力于从不同方面研宄Z源逆变器。在光伏发电应用中，尽管可以 通过增加发电单元来提高输入电源等级，但是有些场合受成本、环境等因素的影响限制输 入电源的增加，因此需要逆变器具有高升压能力。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术公开了基于增强型Z源网络的光伏逆变器， Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪，增强型Z源网络在PWM逆变桥开关器件开 关过程中将电容的能量储存或者传递到直流链。 本技术的技术方案为：基于增强型Z源网络的光伏逆变器，包括Boost升压 电路、增强型Z源网络、PWM逆变桥，光伏阵列、Boost升压电路、增强型Z源网络、PWM逆变 桥、三相负载顺次连接，将光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能并为三相负载供电； Boost升压电路包括光伏侧储能电容Q、Boost升压电感L、Boost升压电路开关器件S。、 Boost升压电路二极管Dtl、直流侧储能电容Cd;增强型Z源网络由4个电感LL4, 2个电 容Q、C2以及7个二极管DD6、Ds构成；PWM逆变桥采用三相全桥逆变结构，由六个开关 器件SfS#及它们各自的反并联二极管Dn~Di6组成；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Ltl相连，Boost升压电感L另一端与Boost升 压电路开关器件Stl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Dtl的阴极与直流侧储能电容CD的一端、电感Li的一端、二极管Di的阳极、电容Ci的一端 相连，直流侧储能电容Cd的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件S的发 射极、开关器件&的发射极、反并联二极管Di2的阳极、开关器件54的发射极、反并联二极管 Di4的阳极、开关器件S6的发射极、反并联二极管Di6的阳极相连，电感Li的另一端与二极管 D2的阳极、二极管03的阳极相连，二极管0:的阴极与二极管02的阴极、电感L3的一端相连， 电感L3的另一端与二极管D3的阴极、二极管Ds的阳极、电容C2的一端相连，电容Ci的另一 端与二极管Ds的阴极、电感L2的一端、二极管D4的阳极相连，电感L2的另一端与二极管D5 的阳极、二极管D6的阳极相连，二极管D4的阴极与二极管D5的阴极、电感L4的一端相连，电 感L4的另一端与二极管D6的阴极、电容C2的另一端、开关器件S:的集电极、反并联二极管Dil的阴极、开关器件S3的集电极、反并联二极管Di3的阴极、开关器件S5的集电极、反并联 二极管Di5的阴极相连，开关器件Si的发射极与反并联二极管Dn的阳极、开关器件S2的集 电极、反并联二极管Di2的阴极相连，开关器件S3的发射极与反并联二极管Di3的阳极、开关 器件&的集电极、反并联二极管Di4的阴极相连，开关器件S5的发射极与反并联二极管Di5 的阳极、开关器件&的集电极、反并联二极管Di6的阴极相连；由开关器件S2的集电极、开 关器件34的集电极、开关器件S6的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端，并接 至三相负载。 本技术的有益效果是：1、在相同的直通占空比下，增强型Z源网络的升压增 益大，能够应用于低压输入光伏电源场合；2、在相同输入条件下，输出同样电压时仅需较小 的直通占空比，因此可以维持较高调制因子，从而减小开关器件的电压应力，提高光伏发电 输出电能质量；3、增强型Z源网络电容电压应力小，可以减小电容体积，节省成本。【附图说明】 图1为本技术拓扑结构示意图。 图2为PWM逆变桥处于直通工作状态时，本技术的等效电路图。 图3为PWM逆变桥处于非直通工作状态时，本技术的等效电路图。【具体实施方式】 图1所示为基于增强型Z源网络的光伏逆变器拓扑结构示意图，包括Boost升压 电路、增强型Z源网络、PWM逆变桥，光伏阵列、Boost升压电路、增强型Z源网络、PWM逆变 桥、三相负载顺次连接，将光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能并为三相负载供电； Boost升压电路包括光伏侧储能电容Q、Boost升压电感L、Boost升压电路开关器件S。、 Boost升压电路二极管Dtl、直流侧储能电容Cd;增强型Z源网络由4个电感LL4, 2个电 容Q、C2以及7个二极管DD6、Ds构成；PWM逆变桥采用三相全桥逆变结构，由六个开关 器件SfS#及它们各自的反并联二极管Dn~Di6组成；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Ltl相连，Boost升压电感L另一端与Boost升 压电路开关器件Stl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Dtl的阴极与直流侧储能电容CD的一端、电感Li的一端、二极管Di的阳极、电容Ci的一端 相连，直流侧储能电容Cd的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件S的发 射极、开关器件&的发射极、反并联二极管Di2的阳极、开关器件54的发射极、反并联二极管 Di4的阳极、开关器件S6的发射极、反并联二极管Di6的阳极相连，电感Li的另一端与二极管 D2的阳极、二极管03的阳极相连，二极管0:的阴极与二极管02的阴极、电感L3的一端相连， 电感L3的另一端与二极管D3的阴极、二极管Ds的阳极、电容C2的一端相当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于增强型Z源网络的光伏逆变器，其特征在于，包括Boost升压电路、增强型Z源网络、PWM逆变桥，光伏阵列、Boost升压电路、增强型Z源网络、PWM逆变桥、三相负载顺次连接，将光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能并为三相负载供电；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CD；增强型Z源网络由4个电感L1～L4，2个电容C1、C2以及7个二极管D1～D6、DS构成；PWM逆变桥采用三相全桥逆变结构，由六个开关器件S1~S6以及它们各自的反并联二极管Di1~Di6组成；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CD的一端、电感L1的一端、二极管D1的阳极、电容C1的一端相连，直流侧储能电容CD的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件S0的发射极、开关器件S2的发射极、反并联二极管Di2的阳极、开关器件S4的发射极、反并联二极管Di4的阳极、开关器件S6的发射极、反并联二极管Di6的阳极相连，电感L1的另一端与二极管D2的阳极、二极管D3的阳极相连，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极、电感L3的一端相连，电感L3的另一端与二极管D3的阴极、二极管DS的阳极、电容C2的一端相连，电容C1的另一端与二极管DS的阴极、电感L2的一端、二极管D4的阳极相连，电感L2的另一端与二极管D5的阳极、二极管D6的阳极相连，二极管D4的阴极与二极管D5的阴极、电感L4的一端相连，电感L4的另一端与二极管D6的阴极、电容C2的另一端、开关器件S1的集电极、反并联二极管Di1的阴极、开关器件S3的集电极、反并联二极管Di3的阴极、开关器件S5的集电极、反并联二极管Di5的阴极相连，开关器件S1的发射极与反并联二极管Di1的阳极、开关器件S2的集电极、反并联二极管Di2的阴极相连，开关器件S3的发射极与反并联二极管Di3的阳极、开关器件S4的集电极、反并联二极管Di4的阴极相连，开关器件S5的发射极与反并联二极管Di5的阳极、开关器件S6的集电极、反并联二极管Di6的阴极相连；由开关器件S2的集电极、开关器件S4的集电极、开关器件S6的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端，并接至三相负载。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆海，王李，王新涛，李洪博，刘安华，蔡军，孔鹏，鲍景宽，郭维明，王军，
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