一种非隔离型光伏并网逆变器制造技术

一种非隔离型光伏并网逆变器，包括直流电源、第一滤波电容、逆变模块、输出滤波模块，所述第一滤波电容并联于直流电源的两端；本实用新型专利技术所提出的一种非隔离型光伏并网逆变器，在续流期间电网与光伏板之间形成了电气隔离，此时电流只经过第五开关管S5与第一续流二极管D1或第六开关管S6与第二续流二极管D2降低了开关管的损耗。另外，本实用新型专利技术所提出的一种非隔离型光伏并网逆变器无漏电流产生，提高了系统的安全性和可靠性，并得到了优质的低谐波并网电流。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光伏并网逆变器
，特别是一种非隔离型光伏并网逆变器。
技术介绍
近年来，光伏并网发电系统PV在世界各地得到了广泛的发展，特别是具有效率高、体积小、重量轻、成本低的逆变器的小功率单相光伏并网系统的发展更为显著。一般情况下，光伏并网逆变器可分为两种：隔离型逆变器和非隔离型逆变器。隔离型逆变器通常包括带工频变压器的逆变器和带高频变压器的逆变器。变压器可以提供电网和光伏阵列之间的电气隔离，变压器的存在可以消除光伏板和地面之间的漏电流，还可以保证个人安全。但是带有工频变压器的逆变器尺寸大和重量重，这使得整个系统笨重，难以安装。带有高频变压器的逆变器往往有几个功率级别，这增加了系统的复杂性，降低了系统的效率。无变压器的逆变器由于其成本低，重量轻，效率高成为商业领域的首选。由于光伏阵列和电网之间没有电气隔离，将会在光伏阵列和地面之间形成寄生电容，当寄生电容上电压不为零或不恒定时，将会在光伏阵列、地面和电网之间形成漏电流。漏电流过大时会对人生安全存在威胁和严重的电磁干扰问题。在无变压器光伏并网系统中已经提出了许多消除漏电流的拓扑结构，如双极性SPWM全桥逆变器、三电平中点钳位逆变器NPC、和Heric、H5、H6等。采用双极性SPWM全桥逆变器可以保证产生一个恒定的共模电压和漏电流，但是由于输出双电平电压所需的输出滤波器大，所以这将是系统损耗增加和功率密度降低。三电平中点钳位逆变器也可以消除漏电流，与全桥逆变器相比输出电压提高、效率提高、输出滤波器的体积减小。三电平中点钳位逆变器需要一个较大的直流供电电压，这限制了光伏板的工作电压范围。Heric、H5、H6逆变器和全桥逆变器在单极性SPWM调制策略下需要相同的低直流母线电压，但系统功耗大，降低并网电流的质量。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种非隔离型光伏并网逆变器，保证无漏 电流产生并与Heric，H5、H6逆变器输入相同的低直流电压。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种非隔离型光伏并网逆变器，包括直流电源、第一滤波电容、逆变模块、输出滤波模块，其特征在于：所述第一滤波电容并联于直流电源的两端；所述逆变模块包括第一桥臂、第二桥臂、上辅助桥臂、下辅助桥臂；所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的发射极与第二开关管的集电极串联后并联在直流电源的两端；所述第二桥臂包括第三开关管和第四开关管，第三开关管的发射极与第四开关管的集电极串联后并联在直流电源的两端；所述上辅助桥臂包括第一续流二极管和第五开关管，第一续流二极管的阳极与第五开关管的发射极串联，第一续流二极管的阴极与第一开关管的发射极连接，第五开关管的集电极与第三开关管的发射极连接；所述下辅助桥臂包括第二续流二极管和第六开关管，第六开关管的发射极与第二续流二极管阳极串联，第六开关管的集电极与第二开关管的集电极连接，第二续流二极管的阴极与第四开关管的集电极连接；所述输出滤波模块包括第一电感、第二电感和第二滤波电容，第一电感的一端与第一桥臂上第一开关管的发射极相连接，另一端与交流侧相连接；第二电感的一端与第二桥臂上第四开关管的集电极相连接，另一端与交流侧相连接；第二滤波电容并联在交流电网的两端。优选的，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均采用绝缘栅双极晶体管IGBT。优选的，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均与续流二极管并联，发射极与续流二极管的正极连接，集电极与续流二极管的负极连接。本技术所提出的一种非隔离型光伏并网逆变器，在续流期间电网与光伏板之间形成了电气隔离，此时电流只经过第五开关管S5与第一续流二极管D1或第六开关管S6与第二续流二极管D2降低了开关管的损耗。另外，本技术所提出的一种非隔离型光伏并网逆变器无漏电流产生，提高了系统的安全性和可靠性，并得到了优质的低谐波并网电流。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的逻辑模块的示意图；图3为本技术第一阶段电流回路示意图；图4为本技术第二阶段电流回路示意图；图5为本技术第三阶段电流回路示意图；图6为本技术第四阶段电流回路示意图；图7为本技术共模电压的波形图；图8为本技术漏电流的波形图；图9为本技术输出电压的波形图；图10为本技术并网电流的波形；图11为本技术并网电流的总谐波失真率。具体实施方式如图1所示，一种非隔离型光伏并网逆变器，包括直流电源VDC、第一滤波电容C1、逆变模块、输出滤波模块，其特征在于：所述第一滤波电容C1并联于直流电源VDC的两端；所述逆变模块包括第一桥臂、第二桥臂、上辅助桥臂、下辅助桥臂；所述第一桥臂包括第一开关管S1和第二开关管S2，第一开关管S1的发射极与第二开关管S2的集电极串联后并联在直流电源VDC的两端；所述第二桥臂包括第三开关管S3和第四开关管S4，第三开关管S3的发射极与第四开关管S4的集电极串联后并联在直流电源VDC的两端；所述上辅助桥臂包括第一续流二极管D1和第五开关管S5，第一续流二极管D1的阳极与第五开关管S5的发射极串联，第一续流二极管D1的阴极与第一开关管S1的发射极连接，第五开关管S5的集电极与第三开关管S3的发射极连接；所述下辅助桥臂包括第二续流二极管D2和第六开关管S6，第六开关管S6的发射极与第二续流二极管D2阳极串联，第六开关管S6的集电极与第二开关管S2的集电极连接，第二续流二极管D2的阴极与第四开关管S4的集电极连接；所述输出滤波模块包括第一电感L1、第二电感L2和第二滤波电容C2，第一电感L1的一端与第一桥臂上第一开关管S1的发射极相连接，另一端与交流侧相连接；第二电感L2的一端与第二桥臂上第四开关管S4的集电极相连接，另一端与交流侧相连接；第二滤波电容C2并联在交流电网的两端。优选的，所述第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6均采用绝缘栅双极晶体管IGBT。优选的，所述第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6均与续流二极管并联，发射极与续流二极管的正极连接，集电极与续流二极管的负极连接。如图2所示，在非隔离型光伏逆变器拓扑结构中采用双向单极性SPWM调制策略，驱动电路工作方式是在交流侧电压正半周时，第五开关管S5始终导通，第一开关管S1和第四开关管S4的栅极输入相同的高频驱动信号，高频开通和关断，第六开关管S6在第一开关管S1和第四开关管S4开通时关断，在第一开关管S1和第四S4关断时开通，第二开关管S2和第三开关管S3始终关断；在交流侧电压负半周时，第六开关管S6始终导通，第二开关管S2和第三开关管S3的栅极输入相同的高频驱动信号，高频开通和关断，第五开关管S5在第二开关管S2和第三开关管S3开通时关断，在第二开关管S2和第三开关管S3关断时开通，第一开关管S1和第四开关管S4始终关断。本技术逆变器在工频周期内有四个工作阶段：如图3所示，第一工作阶段：在工频电压正半周期，第五开关管S5始终导通，第一开关管S1和第四开关管S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非隔离型光伏并网逆变器，包括直流电源(VDC)、第一滤波电容(C1)、逆变模块、输出滤波模块，其特征在于：所述第一滤波电容(C1)并联于直流电源(VDC)的两端；所述逆变模块包括第一桥臂、第二桥臂、上辅助桥臂、下辅助桥臂；所述第一桥臂包括第一开关管(S1)和第二开关管(S2)，第一开关管(S1)的发射极与第二开关管(S2)的集电极串联后并联在直流电源(VDC)的两端；所述第二桥臂包括第三开关管(S3)和第四开关管(S4)，第三开关管(S3)的发射极与第四开关管(S4)的集电极串联后并联在直流电源(VDC)的两端；所述上辅助桥臂包括第一续流二极管(D1)和第五开关管(S5)，第一续流二极管(D1)的阳极与第五开关管(S5)的发射极串联，第一续流二极管(D1)的阴极与第一开关管(S1)的发射极连接，第五开关管(S5)的集电极与第三开关管(S3)的发射极连接；所述下辅助桥臂包括第二续流二极管(D2)和第六开关管(S6)，第六开关管(S6)的发射极与第二续流二极管(D2)阳极串联，第六开关管(S6)的集电极与第二开关管(S2)的集电极连接，第二续流二极管(D2)的阴极与第四开关管(S4)的集电极连接；所述输出滤波模块包括第一电感(L1)、第二电感(L2)和第二滤波电容(C2)，第一电感(L1)的一端与第一桥臂上第一开关管(S1)的发射极相连接，另一端与交流侧相连接；第二电感(L2)的一端与第二桥臂上第四开关管(S4)的集电极相连接，另一端与交流侧相连接；第二滤波电容(C2)并联在交流电网的两端。...

【技术特征摘要】
1.一种非隔离型光伏并网逆变器，包括直流电源(VDC)、第一滤波电容(C1)、逆变模块、输出滤波模块，其特征在于：所述第一滤波电容(C1)并联于直流电源(VDC)的两端；所述逆变模块包括第一桥臂、第二桥臂、上辅助桥臂、下辅助桥臂；所述第一桥臂包括第一开关管(S1)和第二开关管(S2)，第一开关管(S1)的发射极与第二开关管(S2)的集电极串联后并联在直流电源(VDC)的两端；所述第二桥臂包括第三开关管(S3)和第四开关管(S4)，第三开关管(S3)的发射极与第四开关管(S4)的集电极串联后并联在直流电源(VDC)的两端；所述上辅助桥臂包括第一续流二极管(D1)和第五开关管(S5)，第一续流二极管(D1)的阳极与第五开关管(S5)的发射极串联，第一续流二极管(D1)的阴极与第一开关管(S1)的发射极连接，第五开关管(S5)的集电极与第三开关管(S3)的发射极...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋贞贞，司新放，胡康，冯晓裕，叶青峰，陈小艳，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42