一种基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统，包括：光伏阵列、直流母线端子、双电感桥式逆变模块、交流滤波模块、交流母线端子、过零点检测模块、直流母线电压采样模块、并网电流采样模块、电网电压采样模块、主控模块、SPWM波发生模块和驱动模块；双电感桥式逆变模块包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、直流母线电容、第一桥臂电感、第二桥臂电感。双电感桥式逆变模块由第一桥臂和第二桥臂组成，均只含有一个开关管和一个二极管，避免了桥臂直通的风险，无需增加死区时间，且第一桥臂电感、第二桥臂电感续流不经过IGBT寄生二极管，降低了续流损耗和开关损耗，提高了能量转换效率。转换效率。转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统


[0001]本技术属于光伏并网
，具体涉及一种基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统。

技术介绍

[0002]电路拓扑作为光伏并网逆变器的重要组成部分，其与逆变器的转换效率、功率密度等性能以及成本都密切相关，并受到国内外学者的广泛关注。目前，实际应用最多的为全桥和半桥拓扑，具有结构简单、易于控制等优点，但它们存在桥臂直通的问题，需要增加死区时间来消除该问题，这会引入低次谐波，使得电能质量变差。同时，全桥逆变器会产生高频共模电压，并且由共模电压激励形成的共模电流会随着开关频率的增大而线性增加，因此需引入高频或工频变压器，增加了生产成本，降低了系统效率，并增加了设备的体积。
[0003]德国SMA公司提出了H5及其衍生拓扑的结构，通过增加一个高频开关，让其在续流阶段断开，实现光伏电池输出端和电网的脱离；Roberto G等人提出了交流旁路逆变器H6拓扑，通过在交流侧增加续流开关管，用相应时序的控制，能有效抑制漏电流，但以上研究均为解决桥臂直通问题，而且还需经过开关管体二极管续流，开关损耗较大。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是：一种基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统，避免桥臂直通的风险并提高能量转换效率，提高功率密度。
[0005]为解决上述问题，本技术提出了一种基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统，包括：光伏阵列、直流母线端子、双电感桥式逆变模块、交流滤波模块、交流母线端子、过零点检测模块、直流母线电压采样模块、并网电流采样模块、电网电压采样模块、主控模块、SPWM波发生模块和驱动模块；
[0006]所述的直流母线端子、双电感桥式逆变模块、交流滤波模块、交流母线端子通过有线方式依次连接；
[0007]所述的直流母线端子、直流母线电压采样模块、主控模块通过有线方式依次连接；
[0008]所述的交流母线端子、并网电流采样模块、主控模块通过有线方式依次连接；
[0009]所述的交流母线端子、电网电压采样模块、主控模块通过有线方式依次连接；
[0010]所述的交流母线端子、过零点检测模块、主控模块通过有线方式依次连接；
[0011]所述的主控模块、SPWM波发生模块、驱动模块、双电感桥式逆变模块通过有线方式依次连接；
[0012]所述双电感桥式逆变模块包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、直流母线电容、第一桥臂电感、第二桥臂电感；
[0013]所述交流滤波模块为LCL型滤波电路；
[0014]所述光伏阵列的输出端正极经所述的第一二极管、第一开关管与所述光伏阵列的输出端负极相连，所述第一二极管的输出端与所述第一开关管的输入端相连构成第一桥
臂；所述光伏阵列的输出端正极经所述的第二二极管、所述的第二开关管与所述光伏阵列的输出端负极相连，所述第二二极管的输出端与所述第二开关管的输入端相连构成第二桥臂；
[0015]所述直流母线电容跨接在所述光伏阵列的输出端正极、输出端负极之间；
[0016]所述第一二极管和所述第一开关管的公共端经所述第一桥臂电感连接至所述交流滤波模块，所述第二二极管和所述第二开关管的公共端经所述第二桥臂电感连接至交流滤波模块；
[0017]所述光伏阵列的输出端正极通过所述的第三开关管与所述第四开关管连接；所述第四开关分别与所述的第一桥臂电感、第二桥臂电感连接。
[0018]所述驱动模块分别与所述的第一开关管的控制端、第二开关管的控制端、第三开关管的控制端、第四开关管的控制端通过有线方式依次连接；
[0019]所述光伏阵列用于提供光伏直流电源；
[0020]所述直流母线端子用于接入光伏直流电源，并提供直流母线电压；
[0021]所述过零点检测模块用于检测电网电压的相位，使得逆变器输出与电网电压同步；
[0022]所述直流母线电压采样模块，由电压霍尔元件、滤波电路和钳位电路组成，用于检测直流母线电压的实际值；
[0023]所述并网电流采样模块，由电流霍尔元件和信号调理电路组成，用于检测并网电流的实际值；
[0024]所述电网电压采样模块，由电压霍尔元件和信号调理电路组成，用于检测电网电压的实际值；
[0025]所述主控模块将采集到的直流母线电压的实际值与设定的直流母线电压参考值进行比较作差，得到差值电压；将并网电流的实际值与设定的并网电流参考值进行比较作差，得到差值电流，将差值电压、差值电流输出至所述SPWM波发生模块；
[0026]所述SPWM波发生模块根据差值电流，将差值电压产生SPWM脉冲信号，并输出至所述驱动模块；
[0027]所述驱动模块根据SPWM脉冲信号输出SPWM脉冲驱动信号，以驱动所述双电感桥式逆变模块；
[0028]所述双电感桥式逆变模块用于将光伏直流电源换为交流电源，即起到逆变的作用；
[0029]所述交流滤波模块用于滤除交流电源中谐波分量，使得滤波后交流电源电能质量满足并网要求；
[0030]所述交流母线端子用于将滤波后交流电源并入电网。
[0031]本技术的有益效果是：
[0032]双电感桥式逆变模块中，每个桥臂仅含有一个开关管和一个二极管，从而避免了桥臂直通的风险，无需增加死区时间，具有较高的可靠性。
[0033]电感续流不经过IGBT寄生二极管，降低了二极管续流损耗和开关损耗，从而提高了能量转换效率。
附图说明
[0034]图1：为本技术系统结构框图；
[0035]图2：为本技术双电感桥式逆变模块的拓扑结构图；
[0036]图3：为本技术简化后的共模分析模型；
[0037]图4：为本技术电网电压正周期T2导通时的电路图；
[0038]图5：为本技术电网电压正周期T2关断时的电路图；
[0039]图6：为本技术电网电压负周期T1导通时的电路图；
[0040]图7：为本技术电网电压负周期T1关断时的电路图；
[0041]图8：为本技术过零点检测模块的电路图；
[0042]图9：为本技术直流母线电压采样模块的电路图；
[0043]图10：为本技术并网电流采样模块的电路图；
[0044]图11：为本技术电网电压采样模块的电路图；
[0045]图12：为本技术SPWM波发生模块的引脚图；
[0046]图13：为本技术驱动模块的电路图。
具体实施方式
[0047]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0048]如图1所示，为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统，其特征在于，包括：光伏阵列、直流母线端子、双电感桥式逆变模块、交流滤波模块、交流母线端子、过零点检测模块、直流母线电压采样模块、并网电流采样模块、电网电压采样模块、主控模块、SPWM波发生模块和驱动模块；所述的直流母线端子、双电感桥式逆变模块、交流滤波模块、交流母线端子通过有线方式依次连接；所述的直流母线端子、直流母线电压采样模块、主控模块通过有线方式依次连接；所述的交流母线端子、并网电流采样模块、主控模块通过有线方式依次连接；所述的交流母线端子、电网电压采样模块、主控模块通过有线方式依次连接；所述的交流母线端子、过零点检测模块、主控模块通过有线方式依次连接；所述的主控模块、SPWM波发生模块、驱动模块、双电感桥式逆变模块通过有线方式依次连接。2.根据权利要求1所述的基于双电感桥式逆变模块的光伏并网系统，其特征在于：所述双电感桥式逆变模块包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、直流母线电容、第一桥臂电感、第二桥臂电感；所述光伏阵列的输出端正极经所述的第一二极管、第一开关管与所述光伏阵列的输出端负极相连，所述第一二极管的输出端与所述第一开关管的输入端相连构成第一桥臂；所述光伏阵列的输出端正极经所述的第二二极管、所述的第二开关管与所述光伏阵列的输出端负极相连，所述第二二极管的输出端与所述第二开关管的输入端相连构成第二桥臂；所述直流母线电容跨接在所述光伏阵列的输出端正极、输出端负极之间；所述第一二极管和所述第一开关管的公共端经所述第一桥臂电感连接至所述交流滤波模块，所述第二二极管和所述第二开关管的公共端经所述第二桥臂电感连接至交流滤波模块；所述光伏阵列的输出端正极通过所述的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭思行，李建财，杨天元，陈胜荣，李智，马友林，卢金富，侯智，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司丽江供电局，
类型：新型
国别省市：