一种高增益低应力光伏多电平逆变器及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种高增益低应力光伏多电平逆变器。该逆变器使用1个光伏直流电源、3个电容和15个开关器件实现4倍电压增益和17电平交流电压输出。所提逆变器能以较少的开关器件产生较多的电平，有效降低了逆变器的输出谐波含量；无需后端H桥即可实现逆变过程，有效降低了开关器件的电压应力；各输出电平状态下的双向电流回路实现了带感性负载的能力。此外，所提逆变器的电容电压纹波小，且电容电压自平衡的优点简化了控制器的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种高增益低应力光伏多电平逆变器及控制方法
本专利技术涉及一种高增益低应力光伏多电平逆变器及控制方法，属于电能变换与新能源发电领域，尤其涉及光伏发电领域。
技术介绍
可再生能源被广泛应用，世界各国对于可再生能源的需求也与日俱增。可再生能源发电，如光伏发电等，成为日益重要的发电方式。光伏电池组件产生的直流电需要通过逆变器为负载供电或接入交流电网，因此高性能的逆变器在光伏发电系统中至关重要。相较于二电平逆变器，多电平逆变器电磁干扰小，能够在承受更高电压的同时输出更高质量的正弦波形。传统的多电平逆变器主要包括级联H桥型、二极管钳位型和飞跨电容型。级联H桥型多电平逆变器将各光伏直流电源分别供电的H桥单元串联，输出多电平的交流电压波形。二极管箝位型多电平逆变器用二极管来隔断光伏直流电源；类似地，飞跨电容型逆变器用大电容来阻断电压。但是传统多电平逆变器使用了大量的二极管和电容等器件，飞跨电容型与二极管钳位型逆变器的直流电容还存在均压问题。此外，光伏发电单元的输出电压通常不能满足并网要求，光照、温度、阴影等因素可能导致最大功率点电压降低，而传统的多电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高增益低应力光伏多电平逆变器的升压单元，其特征在于：/n包括光伏直流电源E、电解电容C

【技术特征摘要】
1.一种用于高增益低应力光伏多电平逆变器的升压单元，其特征在于：
包括光伏直流电源E、电解电容C1、电解电容C2、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6和不包含反向二极管的开关管S1；
所述开关管S1的输入端与开关管S2的输入端、光伏直流电源E的正极相连接；所述开关管S1的输出端与电解电容C1的阳极、开关管S5的输入端相连接；
所述开关管S2的输出端与开关管S3的输出端、开关管S6的输入端和电解电容C2的阴极相连接；
所述开关管S3的输入端与电解电容C1的阴极和开关管S4的输出端相连接；
所述开关管S4的输入端与开关管S5的输出端、电解电容C2的阳极相连接；
所述开关管S6的输出端与光伏直流电源E的负极相连接。


2.一种高增益低应力光伏多电平逆变器，其特征在于：包括权利要求1所述的升压单元、工字形开关结构、独立电容C3和两个半桥结构；
所述工字形开关结构包括开关管S7、开关管S8、开关管S9、开关管S10和开关管S11；
所述开关管S7的输入端与所述开关管S1的输出端相连接；所述开关管S7的输出端与所述开关管S8的输出端、所述开关管S11的输入端相连接；
所述开关管S9的输入端与所述开关管S10的输入端、所述开关管S11的输出端相连接；所述开关管S9的输出端与所述开关管S6的输出端相连接；
所述独立电容C3为电解电容，阳极与所述开关管S8的输入端相连接，阴极与所述开关管S10的输出端相连接；
所述半桥结构包括开关管S12、开关管S13、开关管S14和开关管S15；
所述开关管S12的输入端与所述开关管S1的输出端相连接，所述开关管S12的输出端与所述开关管S13的输入端相连接，所述开关管S13的输出端与所述开关管S6的输出端相连接；
所述开关管S14的输入端与所述开关管S8的输入端相连接，所述开关管S14的输出端与所述开关管S15的输入端相连接，所述开关管S15的输出端与开所述关管S10的输出端相连接。


3.根据权利要求2所述的高增益低应力光伏多电平逆变器，其特征在于：所述开关管S3和所述开关管S5工作状态一致，并与所述开关管S4工作在互补状态；所述开关管S2和所述开关管S6工作在互补状态；所述开关管S12和所述开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：王要强，张亨泰，赖锦木，王金凤，王克文，梁军，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41