本发明专利技术公开了一种能减小电解电容的并网逆变器，属于电力电子变换装置中的逆变器领域。该逆变器包括直流电源、ＤＣ／ＤＣ变换器、ＤＣ／ＡＣ变换器、双向ＤＣ／ＤＣ变换器、直流母线电容和储能电容，直流电源的输出端串接ＤＣ／ＤＣ变换器再并联直流母线电容后分别连接双向ＤＣ／ＤＣ变换器的双向输入端和ＤＣ／ＡＣ变换器的输入端，双向ＤＣ／ＤＣ变换器的双向输出端连接储能电容的两端，ＤＣ／ＡＣ变换器的输出端连入电网。当ＤＣ／ＡＣ变换器输出的瞬时功率大于或小于直流电源输出的瞬时功率时，储能电容对应输出或吸收功率。本发明专利技术能使并网逆变器尽可能少用或不用电解电容，延长逆变器整机的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种逆变器，尤其涉及电子变换装置中的逆变器领域。种能减小电解电容的并网逆变器，属于电力
技术介绍
由于全球性的能源和经济危机，世界主要发达国家都开始重视可再生能源的利用 研究，如研究太阳能、风能等可再生能源的分布式发电系统更具有重要意义。在光伏并网 发电系统中，由于光伏阵列输出功率为平滑直流，而并网逆变器输出功率呈现周期性脉动， 因此现有的两级式并网发电系统中，DC/DC变换器和DC/AC变换器之间通常需要足够大容 量的电容补偿DC/AC变换器输出功率和DC/AC变换器输出功率的瞬时功率差，减小光伏阵 列输出功率的脉动，提高光伏阵列最大功率点的跟踪效果。由于电容的容量很大，通常需要 使用电解电容，然而电解电容随着工作时间的增多，电解液会慢慢挥发，电容容量会慢慢减 小，从而影响滤波效果，减小并网逆变器的整机使用寿命。 因此，在实际的光伏发电系统中，为了保证滤波效果，提高并网逆变器的整机使用 寿命，对于电解电容通常都会降额使用，增加了系统的成本。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
中并网逆变器存在的缺陷，为提高并网逆变器整机使用寿 命、降低系统成本而提出一种能减小电解电容的并网逆变器。 本专利技术的能减小电解电容的并网逆变器，其结构包括直流电源、DC/DC变换器、 DC/AC变换器、双向DC/DC变换器、直流母线电容和储能电容，其中直流电源的输出端串接 DC/DC变换器再并联直流母线电容后分别连接双向DC/DC变换器的双向输入端和DC/AC变 换器的输入端，双向DC/DC变换器的双向输出端连接储能电容的两端，DC/AC变换器的输出 端连入电网。 本专利技术采用储能电容通过双向DC/DC变换器代替直流母线电容的滤波作用，允许 储能电容电压大范围波动，减小直流母线的电压脉动，从而减小直流母线电容的容量，使得 并网逆变器在较小功率时不使用电解电容，在较大功率时减少电解电容的使用，延长了并 网逆变器整机的使用寿命，降低了系统的成本。附图说明 图1是本专利技术的结构示意图。 图2是本专利技术实施例采用集中式逆变时的结构示意图。 图3是本专利技术实施例采用共直流母线分布式并联时的结构示意图。 图4是本专利技术实施例采用分布式并网时的结构示意图。 图5是本专利技术实施例的结构电路示意图。 图1 图5中1为直流电源；2为DC/DC变换器；3为DC/AC变换器；4为双向DC/DC变换器；Q为直流母线电容；C2为储能电容。 图6是图5实施例的控制原理图。 图7是图5实施例的波形示意图。 图6、图7中IDC为Boost DC/DC变换器输出的平均电流；IINV为全桥逆变器的输 入电流；I，为Buck-Boost双向DC/DC变换器的输入电流(以直流母线电容Q流入储能电 容C2的方向为正)；GS1为开关管S工的驱动信号；GS2为开关管S2的驱动信号；uel为直流母线电容Q上的电压；A Uel为直流母线电容Q上的电压变化量；ll。2为储能电容C2上的电压； A 2为储能电容C2上的电压变化量；k和_k为比例增益；GC为误差调节器A和A2分别为比较器1和比较器2 ;vst为三角载波信号。具体实施例方式本专利技术的结构如图1所示，包括直流电源1、DC/DC变换器2、DC/AC变换器3、双向 DC/DC变换器4、直流母线电容Q和储能电容G，其中直流电源1的输出端串接DC/DC变 换器2再并联直流母线电容Q后分别连接双向DC/DC变换器4的双向输入端和DC/AC变换 器3的输入端，双向DC/DC变换器4的双向输出端连接储能电容C2的两端，DC/AC变换器3 的输出端连入交流电网。当DC/AC变换器3输出的瞬时功率大于直流电源1输出的瞬时功 率时，储能电容C2通过双向DC/DC变换器4输出功率，其大小等于DC/DC变换器2与DC/AC 变换器3输出功率瞬时值的差值；当DC/AC变换器3输出的瞬时功率小于直流电源1输出 的瞬时功率时，储能电容C2通过双向DC/DC变换器4吸收功率，其大小等于DC/DC变换器2 与DC/AC变换器3输出功率瞬时值的差值。所述直流电源l可以为直流电压源，也可以为 各种新能源发电装置，如太阳能、风能等发电装置。 如图2所示是本专利技术采用集中式逆变时的结构图，图中直流电源l由n个子直流 电源组成，每个子直流电源均采用光伏阵列，DC/DC变换器2由n个子DC/DC变换器组成， n为大于l的自然数，直流母线电容Q为公共直流母线，每个子直流电源的输出端均串接一 个子DC/DC变换器后连入直流母线，双向DC/DC变换器4的双向输出端连接储能电容C2的 两端，双向DC/DC变换器4的双向输入端连入直流母线，DC/AC变换器3的输入端接入直流 母线，DC/AC变换器3的输出端连入电网母线，所述DC/AC变换器3采用集中式DC/AC变换 器。 如图3所示是本专利技术采用共直流母线分布式并联时的结构图，图中直流电源l由 n个子直流电源组成，每个子直流电源均采用光伏阵列，DC/DC变换器2由n个子DC/DC变 换器组成，DC/AC变换器3由n个子DC/AC变换器组成，n为大于1的自然数，直流母线电容 Q为公共直流母线，每个子直流电源的输出端均串接一个子DC/DC变换器后连入直流母线， 双向DC/DC变换器4的双向输出端连接储能电容C2的两端，双向DC/DC变换器4的双向输 入端连入直流母线，每个子DC/AC变换器的输入端均接入直流母线，每个子DC/AC变换器的 输出端均连入电网母线。 如图4所示是本专利技术采用分布式并网时的结构图，即由多个如图l所示的逆变器 结构同时连入电网母线构成。 如图5所示是本专利技术实施例的结构电路示意图，图中直流电源1采用光伏阵列， DC/DC变换器2采用Boost DC/DC变换器，DC/AC变换器3采用全桥变换器，双向DC/DC变换器4采用由两个开关管S:和S2及一个储能电容构成的Buck-Boost双向DC/DC变换 器，还包括直流母线电容Q和储能电容(:2，该图的整体结构与图1结构相同。 如图6所示是图5实施例的控制原理图。全桥逆变器的输入电流I，和Boost DC/ DC变换器输出的平均电流IDC相减后取反作为Buck-Boost双向DC/DC变换器的电流给定， 再与Buck-Boost双向DC/DC变换器的输入电流信号IAPF经过误差调节器Gc后得到调制信 号，该调制信号分别经过比例增益k和-k后与三角载波信号vst交截后得到开关管S工和S2 的驱动信号Gw和GS2。 如图7所示是图5实施例的波形示意图。当全桥逆变器的输入电流I皿大于Boost DC/DC变换器输出的平均电流IDC时，储能电容C2通过Buck-Boost双向DC/DC变换器释放 能量，提供全桥变换器和Boost DC/DC变换器的瞬时功率差，Buck-Boost双向DC/DC变换 器工作在Buck模式，开关管S工的体二极管工作，开关管S2高频斩波；当全桥逆变器的输入 电流IINV小于BoostDC/DC变换器输出的平均电流IDC时，储能电容C2通过Buck-Boost双向 DC/DC变换器吸收全桥变换器和Boost DC/DC变换器的瞬时功率差，Buck-Boost双向DC/ DC变换器工作在Boost模式，开关管&高频斩波，开关管S2的体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能减小电解电容的并网逆变器，其特征在于：包括直流电源（１）、ＤＣ／ＤＣ变换器（２）、ＤＣ／ＡＣ变换器（３）、双向ＤＣ／ＤＣ变换器（４）、直流母线电容（Ｃ↓［１］）和储能电容（Ｃ↓［２］），其中：直流电源（１）的输出端串接ＤＣ／ＤＣ变换器（２）再并联直流母线电容（Ｃ↓［１］）后分别连接双向ＤＣ／ＤＣ变换器（４）的双向输入端和ＤＣ／ＡＣ变换器（３）的输入端，双向ＤＣ／ＤＣ变换器（４）的双向输出端连接储能电容（Ｃ↓［２］）的两端，ＤＣ／ＡＣ变换器（３）的输出端连入电网。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张犁，吴红飞，邢岩，王翀，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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