单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略制造技术

本发明专利技术提供了一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略。所述逆变器包括：ABC三个相单元，各相单元分别与各自的直流母线一一对应连接，各相的直流母线相互独立；各相单元至少包括第一直流电容、第二直流电容和逆变电路；所述第一直流电容和所述第二直流电容串联后构成直流侧电容；所述直流侧电容与所述逆变电路并联；所述三相直流母线的电位中点共同接地。本实施例中通过增加MPPT的个数，可以使光伏组件在温度与光照强度不一致的情况下工作在更好的状态，一定程度上解决光伏组件失配问题，提升了系统的整体输出效率。提升了系统的整体输出效率。提升了系统的整体输出效率。

【技术实现步骤摘要】
单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略


[0001]本专利技术涉及逆变器
，尤其涉及一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略。

技术介绍

[0002]光伏发电被认为是一种最具有应用前景的可再生能源，有利于解决传统燃油带来的环境问题，高效可靠地将太阳能并入电网具有十分重要的现实意义。而光伏逆变器作为光伏发电系统并入电网的核心设备，直接影响到整个系统的性能与效率。
[0003]图1所示的一种传统单级式光伏并网逆变器系统，由一个光伏电池组串、直流母线电容、并网逆变器及滤波电感组成。由于单级式系统中只存在一个DC/AC环节以实现电能变换，整个系统中只存在一个最大功率点跟踪(Maximum power point tracking，MPPT)环节，同时系统的MPPT、网侧电压同步、并网电流控制均在DC/AC中实现，系统控制较为复杂。
[0004]传统的单级式光伏系统中，当光伏组件被遮挡导致各个电池板的温度和光照强度不一致时，串联光伏电池板的P
‑
V输出特性将失去“单峰”性，从而出现多个功率峰值点的情况。此时系统的MPPT算法很可能无法跟踪到阵列的全局最大功率点。同时即使系统工作在此时的全局最大功率点，此时光伏组件输出功率依然小于各个光伏组件的最大功率点功率之和。
[0005]图2所示的一种两组串联单级式三电平光伏并网逆变器系统，将两组串联的光伏电池组串的电位中点和三电平并网逆变器的直流侧电位中点连接在一起，这样可以对上下两个直流侧电容电压独立进行调节，实现两个光伏组串的独立MPPT控制，从而使光伏组件在不同工作状态下的整体输出功率提升。
[0006]在两组串联单级式三电平光伏并网逆变器系统中，虽然上下两个光伏组串独立进行MPPT，但当两个光伏组串工作在不同MPP点时，需要通过控制中点电流维持两个组串之间的MPP点电流偏差。在上下组串的MPP相差较大时，逆变器对中点电流控制存在极限，会使两个组串都无法工作在MPP点。同时，当上下两个组串工作的MPP点电压相差较大时，会导致直流侧电压利用率较低。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器及其控制策略，用于解决相关技术中存在的技术问题。
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器，包括：ABC三个相单元，各相单元分别与各自的直流母线一一对应连接，各相的直流母线相互独立；各相单元至少包括第一直流电容、第二直流电容和逆变电路；
[0009]所述第一直流电容和对应相所述第二直流电容串联后构成直流侧电容；所述直流侧电容与对应相所述逆变电路并联；
[0010]所述三相直流母线的电位中点共同接地。
[0011]可选地，所述ABC三个相单元逆变电路的电位中点与三相直流母线的电位中点共同接地。
[0012]可选地，所述逆变电路包括四个端口，所述四个端口包括用于连接对应相直流母线正极的正端、用于连接对应相直流母线负极的负端、与直流母线共同接地的地端和对应相用于输出交流电的交流端。
[0013]可选地，针对各相逆变电路，每相所述逆变电路包括第一开关器件和第二开关器件；
[0014]所述第一开关器件的第一端与对应相所述逆变电路的正端连接，所述第一开关器件的第二端同时与对应相所述第二开关器件的第一端和对应相所述交流端连接，所述第二开关器件的第二端与对应相所述逆变电路的负端连接；
[0015]所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端与外部的控制器连接。
[0016]可选地，针对各相逆变电路，每相所述逆变电路包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件和第一电容；
[0017]所述第一开关器件的第一端与对应相所述逆变电路的正端连接，所述第一开关器件的第二端与所述第二开关器件的第一端连接；
[0018]所述第二开关器件的第二端同时与对应相所述第三开关器件的第一端和对应相所述交流端连接，所述第三开关器件的第二端与对应相所述第四开关器件的第一端连接；
[0019]所述第四开关器件的第二端与对应相所述逆变电路的负端连接；
[0020]所述第一电容的第一端与所述第一开关器件的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述第三开关器件的第二端连接；
[0021]所述第一开关器件的控制端、所述第二开关器件的控制端、所述第三开关器件的控制端和所述第四开关器件的控制端与外部的控制器连接。
[0022]可选地，针对各相逆变电路，每相所述逆变电路包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件和第四开关器件；
[0023]所述第一开关器件的第一端与对应相所述逆变电路的正端连接，所述第一开关器件的第二端同时与对应相所述第三开关器件的第一端、所述第四开关器件的第一端和对应相所述交流端连接；
[0024]所述第四开关器件的第二端与对应相所述逆变电路的负端连接；
[0025]所述第三开关器件的第二端与对应相所述第二开关器件的第二端连接；
[0026]所述第二开关器件的第一端与所述地端连接；
[0027]所述第一开关器件的控制端、所述第二开关器件的控制端、所述第三开关器件的控制端和所述第四开关器件的控制端与外部的控制器连接。
[0028]可选地，针对各相逆变电路，每相所述逆变电路包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第一二极管和第二二极管；
[0029]所述第一开关器件的第一端与对应相所述逆变电路的正端连接，所述第一开关器件的第二端与对应相所述第二开关器件的第一端连接；
[0030]所述第二开关器件的第二端同时与对应相所述第三开关器件的第一端和对应相所述交流端连接，所述第三开关器件的第二端与对应相所述第四开关器件的第一端连接；
[0031]所述第四开关器件的第二端与对应相所述逆变电路的负端连接；
[0032]所述第一二极管的阴极与对应相所述第一开关器件的第二端连接，所述第一二极管的阳极同时与所述地端和对应相所述第二二极管的阴极连接；
[0033]所述第二二极管的阳极与所述第三开关器件的第二端连接；
[0034]所述第一开关器件的控制端、所述第二开关器件的控制端、所述第三开关器件的控制端和所述第四开关器件的控制端与外部的控制器连接。
[0035]可选地，每个相单元进一步包括一个滤波电感，所述滤波电感一端连接对应相所述交流端，另一端连接负载。
[0036]第二方面，本专利技术实施例提供了一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器的控制策略，包括：
[0037]分别对所述逆变器的ABC三个相单元进行MPPT控制，使各相单元连接的光伏组件工作在最大功率点。
[0038]可选地，还包括：
[0039]调制出零序分量，并将所述零序分量注入到各相单元逆变电路的交流端，以使各相单元逆变电路的输出功率相等。
[0040]由上述技术方案可知，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单级式三相3MPPT型光伏逆变器，其特征在于，包括：ABC三个相单元，各相单元分别与各自的直流母线一一对应连接，各相的直流母线相互独立；各相单元至少包括第一直流电容、第二直流电容和逆变电路；所述第一直流电容和对应相所述第二直流电容串联后构成直流侧电容；所述直流侧电容与对应相所述逆变电路并联；所述三相直流母线的电位中点共同接地。2.根据权利要求1所述的单级式三相3MPPT型光伏逆变器，其特征在于，所述ABC三个相单元逆变电路的电位中点与三相直流母线的电位中点共同接地。3.根据权利要求2所述的单级式三相3MPPT型光伏逆变器，其特征在于，所述逆变电路包括四个端口，所述四个端口包括用于连接对应相直流母线正极的正端、用于连接对应相直流母线负极的负端、与直流母线共同接地的地端和对应相用于输出交流电的交流端。4.根据权利要求1所述的单级式三相3MPPT型光伏逆变器，其特征在于，针对各相逆变电路，每相所述逆变电路包括第一开关器件和第二开关器件；所述第一开关器件的第一端与对应相所述逆变电路的正端连接，所述第一开关器件的第二端同时与对应相所述第二开关器件的第一端和对应相所述交流端连接，所述第二开关器件的第二端与对应相所述逆变电路的负端连接；所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端与外部的控制器连接。5.根据权利要求1所述的单级式三相3MPPT型光伏逆变器，其特征在于，针对各相逆变电路，每相所述逆变电路包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件和第一电容；所述第一开关器件的第一端与对应相所述逆变电路的正端连接，所述第一开关器件的第二端与所述第二开关器件的第一端连接；所述第二开关器件的第二端同时与对应相所述第三开关器件的第一端和对应相所述交流端连接，所述第三开关器件的第二端与对应相所述第四开关器件的第一端连接；所述第四开关器件的第二端与对应相所述逆变电路的负端连接；所述第一电容的第一端与所述第一开关器件的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述第三开关器件的第二端连接；所述第一开关器件的控制端、所述第二开关器件的控制端、所述第三开关器件的控制端和所述第四开关器件的控制端与外部的控制器连接。6.根据权利要求3所述的单级式三相3MPPT型光伏逆变器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洪亮，王瀚哲，张文元，岳秀梅，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：