三相三电平四桥臂储能逆变器及逆变系统技术方案

本申请提供一种三相三电平四桥臂储能逆变器及逆变系统，逆变器包括储能电路和四桥臂电路

【技术实现步骤摘要】
三相三电平四桥臂储能逆变器及逆变系统


[0001]本申请涉及电力电子与电能转换领域，尤其涉及一种三相三电平四桥臂储能逆变器及逆变系统
。

技术介绍

[0002]逆变技术应用在不间断电压
、
有源滤波器
、
无功补偿器和各种变频场合
。
在光伏发电系统中，逆变器用来连接光伏电池板与电网，是光伏发电系统的核心设备之一
。
若要实现大规模
、
大容量的并网，逆变器须具备耐压高
、
功率大
、
转换效率高的特点，作为电力电子设备的关键部分，其直接影响系统的可靠性以及电能质量的高低
。
光伏系统中，两电平逆变器由于开关器件耐压限制，无法满足需求，因此采用三相三电平
T
型三桥臂逆变器
。
多电平逆变器使多个功率开关器件共同分担直流母线电压，同等条件下开关所承受耐压小；输出波形更接近正弦波，逆变效率高
。
并且与二极管钳位型三电平逆变器相比较，
T
型三电平逆变器每相可以减少两个钳位二极管，进而可减小装置模块化体积；并且由于开关损耗分布均匀，可提高整体效率
。
[0003]然而在分布式系统中，负载的情况比较复杂，存在单相带载或多相不平衡负载等情况
。
三相三桥臂逆变器虽然能够适应三相平衡负载，但因为各相之间互相耦合，在不平衡负载和非线性负载情况下，输出电压幅值不等且畸变严重
。
专利技术内容
[0004]本申请提供一种三相三电平四桥臂储能逆变器及逆变系统，以解决逆变器输出电压幅值不等且畸变严重的问题
。
[0005]第一方面，本申请提供一种三相三电平四桥臂储能逆变器，包括：储能电路和四桥臂电路；
[0006]其中，所述储能电路包括第一电子开关管
、
第一二极管和第二二极管；
[0007]所述第一电子开关管的集电极与直流电源的正极连接，所述第一电子开关管的发射极与所述第二二极管的阴极连接；
[0008]所述储能电路包括中性点，所述第一二极管的阳极与直流电源的负极连接，所述第一二极管的阴极与所述中性点连接；所述第二二极管的阳极也与所述中性点连接；
[0009]所述四桥臂电路包括第一四桥臂子电路和第二四桥臂子电路；
[0010]所述第一四桥臂子电路包括相互并联的第一
A
相桥臂
、
第一
B
相桥臂
、
第一
C
相桥臂以及第一
D
相桥臂；
[0011]所述第一四桥臂子电路的每相桥臂均包括第二电子开关管以及第三电子开关管；
[0012]所述第二电子开关管的集电极与所述中性点连接；所述第二电子开关管的发射极与所述第三电子开关管的发射极连接；
[0013]所述第二四桥臂子电路包括相互并联的第二
A
相桥臂
、
第二
B
相桥臂
、
第二
C
相桥臂以及第二
D
相桥臂；
[0014]所述第二四桥臂子电路的每相桥臂均包括第四电子开关管以及第五电子开关管；
[0015]所述第四电子开关管与所述第五电子开关管串联；所述第四电子开关管的集电极与所述第一二极管的阴极连接；
[0016]所述第五电子开关管的发射极与所述第二二极管的阳极连接；所述第五电子开关管的集电极与所述第三电子开关管的集电极连接；
[0017]所述第二
A
相桥臂
、
第二
B
相桥臂
、
第二
C
相桥臂以及第二
D
相桥臂分别连接三相负载
。
[0018]通过所述第一四桥臂子电路以及所述第二四桥臂子电路，可有效应对不平衡负载以及非线性负载，维持在复杂负载情况下的输出电压的对称性以及稳定性
。
[0019]可选的，所述储能电路还包括第一电容和第二电容；
[0020]所述第一电容的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一电容的另一端与所述中性点连接；
[0021]所述第二电容的一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二电容的另一端与所述中性点连接
。
通过设置所述第一电容，可平衡所述第一二极管与所述中性点之间的电压，通过设置所述第二电容，可平衡所述第二二极管与所述中性点之间的电压
。
[0022]可选的，所述储能电路还包括第一电感和第二电感；
[0023]所述第一电感的一端与所述中性点连接，所述第一电感的另一端与所述第一电子开关管的发射极连接；
[0024]所述第二电感的一端与所述中性点连接，所述第二电感的另一端与所述第一二极管的阳极连接，且所述第一电感与所述第二电感相互耦合
。
通过相互耦合的所述第一电感和所述第二电感，可在平衡电容电压的情况下，实现直流电源升压
。
[0025]可选的，所述第一二极管的阻断电压与所述第二电感上的电压或所述第一电容上的电压相同
。
[0026]可选的，还包括滤波电路，所述第二
A
相桥臂
、
第二
B
相桥臂
、
第二
C
相桥臂以及第二
D
相桥臂均通过所述滤波电路连接三相负载
。
通过设置所述滤波电路，可以将开关动作产生的高频电流成分滤除
。
[0027]可选的，所述滤波电路包括滤波电感以及滤波电容；
[0028]所述第二
A
相桥臂
、
第二
B
相桥臂
、
第二
C
相桥臂以及第二
D
相桥臂中的所述第五电子开关管的集电极分别连接有所述滤波电感，所述滤波电感未连接所述第五电子开关管的一端与所述三相负载连接；
[0029]所述滤波电容并联在所述三相负载两端
。
所述滤波电感可控制并网电流的幅值和相位，从而实现控制逆变器的功率输出，也可以根据需要向电网输送无功功率，实现电网侧纯电感
、
纯电容运行特性
。
[0030]可选的，所述滤波电感为：
LC
滤波器
、
巴特沃斯滤波器
、
切比雪夫滤波器
、
贝塞尔滤波器中的任意一种或多种的组合
。
[0031]可选的，所述第一电子开关管
、
第二电子开关管
、
第三电子开关管
、
第四电子开关管
、
第五电子开关管为：晶闸管
、
电力晶体管
、
可关断晶闸管
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三相三电平四桥臂储能逆变器，其特征在于，包括：储能电路和四桥臂电路；其中，所述储能电路包括第一电子开关管
、
第一二极管和第二二极管；所述第一电子开关管的集电极与直流电源的正极连接，所述第一电子开关管的发射极与所述第二二极管的阴极连接；所述储能电路包括中性点，所述第一二极管的阳极与直流电源的负极连接，所述第一二极管的阴极与所述中性点连接；所述第二二极管的阳极也与所述中性点连接；所述四桥臂电路包括第一四桥臂子电路和第二四桥臂子电路；所述第一四桥臂子电路包括相互并联的第一
A
相桥臂
、
第一
B
相桥臂
、
第一
C
相桥臂以及第一
D
相桥臂；所述第一四桥臂子电路的每相桥臂均包括第二电子开关管以及第三电子开关管；所述第二电子开关管的集电极与所述中性点连接；所述第二电子开关管的发射极与所述第三电子开关管的发射极连接；所述第二四桥臂子电路包括相互并联的第二
A
相桥臂
、
第二
B
相桥臂
、
第二
C
相桥臂以及第二
D
相桥臂；所述第二四桥臂子电路的每相桥臂均包括第四电子开关管以及第五电子开关管；所述第四电子开关管与所述第五电子开关管串联；所述第四电子开关管的集电极与所述第一二极管的阴极连接；所述第五电子开关管的发射极与所述第二二极管的阳极连接；所述第五电子开关管的集电极与所述第三电子开关管的集电极连接；所述第二
A
相桥臂
、
第二
B
相桥臂
、
第二
C
相桥臂以及第二
D
相桥臂分别连接三相负载
。2.
根据权利要求1所述的三相三电平四桥臂储能逆变器，其特征在于，所述储能电路还包括第一电容和第二电容；所述第一电容的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一电容的另一端与所述中性点连接；所述第二电容的一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二电容的另一端与所述中性点连接
。3.
根据权利要求2所述的三相三电平四桥臂储能逆变器，其特征在于，所述储能电路还包括第一电感和第二电感；所述第一电感的一端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，毛建良，毛凌峰，龚铭祺，汪盼，樊小虎，文辉清，黄伟国，
申请(专利权)人：江苏科曜能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：