一种三相四开关并网逆变器拓扑结构及其共模电压计算方法技术

本发明专利技术公开一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，包括直流电源、直流侧两个串联的储能电容、分布电容、全桥逆变桥、2个电感；所述的直流电源正极连接直流侧上边储能电容C

【技术实现步骤摘要】
一种三相四开关并网逆变器拓扑结构及其共模电压计算方法
本专利技术涉及到光伏发电
，更具体的，涉及一种三相四开关并网逆变器拓扑结构及其共模电压计算方法。
技术介绍
在非隔离型光伏并网逆变器中，光伏阵列与大地之间存在较大的对地分布电容，形成了由分布电容、滤波元件和电网阻抗组成的共模谐振回路；在逆变器高频开关作用下，共模电压的变化会产生共模电流。当共模电流流过谐振回路时，光伏阵列的对地分布电容会产生漏电流，漏电流的产生不仅会降低并网电流的质量，引起电流畸变，增加谐波及损耗，还会带来电磁干扰问题，降低系统的安全性和可靠性，甚至危及设备及人身安全。因此降低光伏系统的共模电压从而抑制对地漏电流是非常有必要的。
技术实现思路
针对现有技术中光伏阵列的对地分布电容会产生漏电流，漏电流的产生不仅会降低并网电流的质量，引起电流畸变，增加谐波及损耗，还会带来电磁干扰问题，降低系统的安全性和可靠性的技术缺陷，本专利技术第一方面提供一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，本专利技术采用的技术方案是：一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，包括以下步骤：直流电源、直流侧两个串联的储能电容、分布电容、全桥逆变桥、2个电感；所述的直流电源正极连接直流侧上边储能电容C1的正极、全桥逆变桥IGBT集电极；直流电源负极连接直流侧下边储能电容C2的负极、全桥逆变桥IGBT发射极或者MOSFET源极，Cp为光伏板对地分布电容，其一端连接储能电容C2的负极；全桥逆变桥的输出端接入电感L后接三相电中性点，两个串联的储能电容中点引出ia接三相电中性点，三相电中性点接地。在一种优选方案中，所述的全桥逆变桥的全部开关器件均为IGBT或MOSFET。在一种优选方案中，所述的逆变回路单元包括IGBT/Sb和IGBT/Sc，其中IGBT/Sb包括串联的IGBT/Sb1和IGBT/Sb2，其中IGBT/Sc包括串联的IGBT/Sc1和IGBT/Sc2；IGBT/Sb1的集电极与电容C1的一端、直流电晕的正极电连接，IGBT/Sb2的发射极与电容C2一端、直流电源的负极电连接；IGBT/Sc1的集电极与电容C1的一端、直流电源的正极电连接，IGBT/Sc2的发射极与电容C2一端、直流电源的负极电连接；四个IGBT的基极与电源驱动进行电连接，所述的电感的输入端分别在连接IGBT/Sb1与IGBT/Sb2之间、IGBT/Sc1与IGBT/Sc2之间。本专利技术第二专利技术提供一种三相四开关并网逆变器拓扑结构共模电压计算方法，应用于上述的三相四开关并网逆变器拓扑结构，包括以下步骤：S1.对三相四开关并网逆变器拓扑结构进行简化；S2.对S1所得的简化模型进行等效；S3.计算逆变器的共模电压。在一种优选方案中，在步骤S1所得的简化模型中：所述的VBO为B桥臂中点(B)对电容桥臂中点(O)之间电压，VCO为C桥臂中点(C)对电容桥臂中点(O)之间电压，udc为电容C1和电容C2两端电压之和(即直流侧电压)，udc1为电容C1上的电压，udc2为电容C2上的电压。在一种优选方案中，根据步骤S2所得的等效模型计算逆变器的共模电压：VP＝ea-udc2；其中VP为拓扑模型的共模电压、udc2为等效模型中电容C2的电压、ea为a相交流电。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，通过去掉并网滤波电感，大大降低了并网逆变器共模电压变化率，有效的抑制了漏电流的产生。附图说明图1为本专利技术提出的一种三相四开关并网逆变器拓扑结构的结构示意图；图2为本专利技术提出的一种三相四开关并网逆变器拓扑结构的简化模型示意图；图3为本专利技术提出的一种三相四开关并网逆变器拓扑结构中的简化模型等效示意图；图4为实施例2中传统三相四开关共模电压仿真示意图；图5为实施例2中传统三相四开关共模电压仿真(漏电流)示意图；图6为实施例2中传统三相四开关逆变器网侧输入电流和A相电压(功率因数为0.9992)示意图；图7为实施例2提出的三相四开关并网逆变器拓扑结构的共模电压的仿真示意图；图8为实施例2提出的三相四开关并网逆变器拓扑结构网侧输入电流和A相电压(功率因数0.9984)的仿真示意图；图9为实施例2提出的三相四开关并网逆变器拓扑结构直流侧电压的仿真示意图。图10为实施例2中提供的传统三相四开关并网逆变器拓扑结构的结构示意图；图11为实施例2中提供的传统三相四开关并网逆变器拓扑结构的简化模型示意图；图12为实施例2中提供的传统三相四开关并网逆变器拓扑结构中的进一步简化模型示意图；图13为实施例2中提供的传统三相四开关并网逆变器拓扑结构中的简化模型等效示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1本专利技术第一方面提供一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，本专利技术采用的技术方案是：一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，如图1所示，包括直流电源、直流侧两个串联的储能电容、分布电容、全桥逆变桥、N个电感，N为大于或等于2的正整数；所述的直流电源正极连接直流侧上边储能电容C1的正极、全桥逆变桥IGBT集电极；直流电源负极连接直流侧下边储能电容C2的负极、全桥逆变桥IGBT发射极或者MOSFET源极，Cp为光伏板对地分布电容，其一端连接储能电容C2的负极；全桥逆变桥的输出端接入电感L后接三相电中性点，两个串联的储能电容中点引出ia接三相电中性点，三相电中性点接地。在一种优选方案中，所述的全桥逆变桥的全部开关器件均为IGBT或MOSFET。在一种优选方案中，所述的逆变回路单元包括IGBT/Sb和IGBT/Sc，其中IGBT/Sb包括串联的IGBT/Sb1和IGBT/Sb2，其中IGBT/Sc包括串联的IGBT/Sc1和IGBT/Sc2；IGBT/Sb1的集电极与电容C1的一端、直流电晕的正极电连接，IGBT/Sb2的发射极与电容C2一端、直流电源的负极电连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，其特征在于，包括直流电源、直流侧两个串联的储能电容、分布电容、全桥逆变桥、2个电感；/n所述的直流电源正极连接直流侧上边储能电容C

【技术特征摘要】
1.一种三相四开关并网逆变器拓扑结构，其特征在于，包括直流电源、直流侧两个串联的储能电容、分布电容、全桥逆变桥、2个电感；
所述的直流电源正极连接直流侧上边储能电容C1的正极、全桥逆变桥IGBT集电极或者MOSFET漏极；直流电源负极连接直流侧下边储能电容C2的负极、全桥逆变桥IGBT发射极或者MOSFET源极，Cp为光伏板对地分布电容；全桥逆变桥的输出端接入电感L后接三相电中性点，两个串联的储能电容中点引出ia接三相电中性点，三相电中性点接地。


2.根据权利要求1所述的三相四开关并网逆变器拓扑结构，其特征在于，所述的全桥逆变桥的全部开关器件均为IGBT或MOSFET。


3.根据权利要求2所述的三相四开关并网逆变器拓扑结构，其特征在于，所述的逆变回路单元包括IGBT/Sb和IGBT/Sc，其中IGBT/Sb包括串联的IGBT/Sb1和IGBT/Sb2，其中IGBT/Sc包括串联的IGBT/Sc1和IGBT/Sc2；IGBT/Sb1的集电极与电容C1的一端、直流电源的正极电连接，IGBT/Sb2的发射极与电容C2一端、直流电源的负极电连接；IGBT/Sc1的集电极与电容C1的一端、直流电源的正极电连接，IGBT/Sc2的发射极与电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志，郭智慧，孟利伟，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44