一种无变压器型光伏并网逆变器制造技术

一种无变压器型光伏并网逆变器，是由输入直流母线、六个开关、两个电感组成，开关S1的集电极与直流母线“+”端连接，开关S1的发射极与开关S2的集电极连接于节点“a”，开关S2的发射极与开关S5的集电极连接于节点“c”，开关S5的发射极与直流母线“-”端连接；开关S3的集电极与直流母线+端连接，开关S3的发射极与开关S4的集电极连接于节点“b”，开关S4的发射极与直流母线“-”端连接；开关S6的集电极连接于节点“b”，开关S6的发射极连接于节点“c”；电感La的一端连接于节点“a”，电感La的另一端与电网的“+”端相连接，电感Lb的一端连接于节点“b”，电感Lb的另一端与电网的“-”端相连接。本发明专利技术可以减小开关损耗，提高系统效率，保证整个工作周期系统共模电压恒定，从而实现漏电流的有效抑制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于ー种光伏并网逆变器及其控制方法，尤其是一种无变压器型光伏并网逆变器。
技术介绍
光伏发电技术是实现太阳能有效利用的重要途径之一。光伏系统一般采用逆变器作为并网接ロ，传统并网逆变器系统输出端一般需安装エ频隔离变压器，来实现电压调整和电气隔离。然而，由于エ频隔离变压器体积大，价格昂贵，而且损耗大，影响系统整机效率。因此，无エ频隔离变压器的并网逆变器系统成为目前研究热点。去掉エ频变压器，虽然可使并网逆变器系统整体效率得到一定改善，但也带来ー些新问题，比如漏电流问题。在无变压器型光伏并网逆变器中，由于漏电流会引起并网电流畸变、电磁干扰等问题，还可能对 人身安全构成威胁。所以，漏电流抑制技术已成为无变压器型光伏并网逆变器研究中的关键问题。美国专利 US2009/0103340 Al (Inverter,more specifically for photovoltaicplants)提出6开关逆变器拓扑，通过在第一桥臂增加2个开关和2个ニ极管，与第2桥臂构成6个开关拓扑，通过适当控制方法可有效抑制漏电流，但由于该拓扑所用器件较多，使系统效率受到一定影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述拓扑器件较多的问题。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下一种无变压器型光伏并网逆变器，由输入直流母线、六个开关、两个电感组成，第I条支路为开关S1的集电极与直流母线“+”端连接，开关S1的发射极与开关S2的集电极连接于节点“a”，开关S2的发射极与开关S5的集电极连接于节点“c”，开关S5的发射极与直流母线端连接；第2条支路为开关S3的集电极与直流母线+端连接，开关S3的发射极与开关S4的集电极连接于节点“b”，开关S4的发射极与直流母线“_”端连接；第3条支路为开关S6的集电极与S3的发射极连接于节点“b”，S6的集电极与开关S4的集电极连接于节点“b”，开关S6的发射极与开关S2的发射极连接于节点“C”，开关S6的发射极与开关S5的集电极连接于节点“c”;第4条支路为电感La的一端连接于节点“a”，电感La的另一端与电网的“ + ”端相连接，电感Lb的一端连接于节点“b”，电感Lb的另一端与电网的“-”端相连接。本专利技术无变压器型光伏并网逆变器的控制方法是并网电流正半周期内，开关S6 —直导通，开关S5、开关S3和开关S2 —直关断。采用SPWM调制控制开关S1和开关S4的导通或关断，开关S1和开关S4导通时，并网电流的路径为直流母线“ + ”端一开关S1—电感La—电网一电感Lb—开关S4 —直流母线“-”端一直流母线“ + ”端；开关S1和开关S4关断时，并网电流的路径为节点“a” 一电感La —电网—电感Lb —开关S6 —开关S2反并联ニ极管一节点“a”。并网电流负半周期内，开关S2—直导通，开关S1、开关S4和开关S6—直关断。采用SPWM调制控制开关S5和开关S3的导通或关断，开关S5和开关S3导通时，并网电流的路径为直流母线“ + ”端一开关S3 —电感Lb —电网一电感La —开关S2 —开关S5 —直流母线端一直流母线“ + ”端；开关S5和开关S3关断时，并网电流的路径为节点“b” 一电感Lb —电网一电感La —开关S2 —开关S6反并联ニ极管一节点“b”。由于采用上述技术方案，本技术提供的一种无变压器型光伏并网逆变器，与现有技术相比，其有益效果是本专利技术只需6个开关，且2个开关处于低频工作模式，因此可以减小开关损耗，提高系统效率，可实现并网逆变器单极性调制，达到减小输出电压纹波的目的，同时保证整个工作周期系统共模电压恒定，从而实现漏电流的有效抑制。与美国专利US 2009/0103340A1 提出的技术方案相比，省去了 2个ニ极管，只需6个开关即可实现漏电流的有效抑制。附图说明图I为专利US 2009/0103340A1提出的6开关逆变器拓扑原理图；图2为本专利技术的无变压器型光伏并网逆变器原理图；图3为本专利技术的无变压器型光伏并网逆变器开关控制逻辑图；图4开关S1和开关S4导通时，无变压器型光伏并网逆变器工作模式；图5开关S1和开关S4关断时，无变压器型光伏并网逆变器工作模式；图6开关S5和开关S3导通时，无变压器型光伏并网逆变器工作模式；图7开关S5和开关S3关断时，无变压器型光伏并网逆变器工作模式；具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进ー步详细具体的说明。如图2所示，本专利技术的无变压器型光伏并网逆变器，是由输入直流母线、六个开关、两个电感组成。第I条支路为开关S1的集电极与直流母线“ + ”端连接，开关S1的发射极与开关S2的集电极连接于节点“a”，开关S2的发射极与开关S5的集电极连接于节点“C”，开关S5的发射极与直流母线“_”端连接；第2条支路为开关S3的集电极与直流母线+端连接，开关S3的发射极与开关S4的集电极连接于节点“b”，开关S4的发射极与直流母线端连接；第3条支路为开关S6的集电极与S3的发射极连接于节点“b”，S6的集电极与开关S4的集电极连接于节点“b”，开关S6的发射极与开关S2的发射极连接于节点“C”，开关S6的发射极与开关S5的集电极连接于节点“C” ;第4条支路为电感La的一端连接于节点“a”，电感La的另一端与电网的“ + ”端相连接，电感Lb的一端连接于节点“b”，电感Lb的另一端与电网的“-”端相连接。通过适当控制，保证并网电流和电网电压同频同相，实现单位功率因数并网运行。如图4所示，并网电流为正半周期内吋，开关S6 —直导通，开关S5、开关S3和开关S2—直关断。开关S1和开关S4采用SPWM调制控制其导通或关断。如图5所示，当开关S1和开关S4导通时，系统共模电压为Udc/2 ;当开关S1和开关S4关断时，系统共模电压保持在Udc/2 ;并网电流为负半周期内时，开关S2 —直导通，开关S1、开关S4和开关S6 —直关断。开关S5和开关S3采用SPWM调制控制其导通或关断；如图6所示，当开关S5和开关S3导通吋，系统共模电压为Udc/2 ;如图7所示，当开关S5和开关S3关断吋，系统共模电压保持在Udc/2。其开关控制逻辑如图3所示，从而可以看出整个工作周期系统共模电压保持在Udc;/2不变，可以有效抑制漏电 流的产生。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无变压器型光伏并网逆变器，其特征在于它是由输入直流母线、六个开关、两个电感组成，第I条支路为开关S1的集电极与直流母线“+”端连接，开关S1的发射极与开关S2的集电极连接于节点“ a”，开关S2的发射极与开关S5的集电极连接于节点“ C”，开关S5的发射极与直流母线端连接；第2条支路为开关S3的集电极与直流母线+端连接，开关S3的发射极与开关S4的集电极连接于节点“b”，开关S4的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝诚，郭小强，邬伟扬，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：