[实用新型]一种并网双向逆变结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种并网发电领域，具体涉及一种并网发电的双向逆变结构。

背景技术

传统的新能源并网逆变结构为输入直流源经过桥式电路逆变后接入电网或负载，一般是使蓄电池通过单独的boost电路升压后再经过桥式电路逆变送入电网，通过boost升压电路使得系统获得较宽的直流电压工作范围，这种电路结构的缺点是不具有双向逆变能力，而且boost电路中的开关管与桥式电路中开关管的型号、等级与结构不同，所以需要单独设计的开关管驱动和保护电路，增加了系统的成本和体积，降低了系统的可靠性。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型设计开发出了一种能有效增强系统的稳定性、可靠性，提高系统效率，降低成本的同时节省了体积，而且保证负载连续供电工作需要的并网双向逆变结构。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种并网双向逆变结构，包括有风机和太阳能光伏组件、蓄电池组、主电路和滤波器，所述的主电路为至少6个相同的开关管构成的功率模块；6个开关管S1与S4，S3与S6，S5与S2分别组成功率模块的第1、2和3个桥臂；风机、太阳能光伏组件和蓄电池组通过所述3个桥臂与滤波器连接后输出至电网或负载。

一种并网双向逆变结构，所述的风机、太阳能光伏组件并网，其输入正极接在S1、S3、S5的公共集电极，负极接在S2、S4、S6的公共发射极；蓄电池组的正极通过一个电感接到上侧S1的发射极与下侧S4的集电极之间，负极接到S4的发射极；S3与S6的中间点与S5与S2的中间点作为交流输出点，通过滤波器接入电网或连接负载。

一种并网双向逆变结构，所述的开关管为IGBT开关管。

本实用新型电路的输入主要为光伏和风力等新能源和蓄电池，其中光伏和风力并网时，其直流输入的正极接在S1、S3、S5的公共集电极，负极接在S2、S4、S6的公共发射极，实际利用智能功率模块的桥臂2和3组成单相全桥逆变电路进行逆变，此时并未使用桥臂1。而在蓄电池充放电时，除了使用桥臂2和3组成的单相全桥逆变电路外，还利用桥臂1，蓄电池的正极通过一个电感接到桥臂1的两个IGBT的中间点，即上侧S1的发射极与下侧S4的集电极之间，负极接到S4的发射极，通过桥臂1的开关动作与电感，可完成升压功能和降压功能，从而实现了升压后向电网放电与从电网降压后充电的双向逆变功能，因为智能功率模块内的开关管的型号与等级一致，并有相同的驱动与保护电路设计，较之使用boost电路，无需为boost电路开关管配置单独的驱动以及保护电路，降低了设计的难度，同时实现了双向逆变的功能。蓄电池通过并网充放电保持一定的能量储备，当电网不可获得时可以与光伏输入一起提供能量，进行独立逆变，为负载提供能量。此拓扑结构可以有效利用智能功率模块的桥臂，因为开关管型号与等级一致，提高了系统的完整性与可靠性；驱动电路统一设计，降低了传统蓄电池并网系统中boost升压电路的驱动与保护电路的设计复杂度，系统可以双向逆变，从而有效增强了系统的稳定性、可靠性，提高了系统的效率，降低了成本的同时节省了体积，而且保证了负载的连续供电工作需要。

附图说明

附图为结构示意图。

具体实施方式

参见附图所示。

本实用新型包括有风机1和太阳能电池2、蓄电池组3、主电路和滤波器6，主电路为6个相同的IGBT开关管5构成的智能功率模块4；6个IGBT开关管5的S1与S4，S3与S6，S5与S2分别组成功率模块的第1、2和3个桥臂；风机1、太阳能电池2和蓄电池组3通过所述3个桥臂与滤波器6连接。风机1、太阳能电池2并网，其输入正极接在S1、S3、S5的公共集电极，负极接在S2、S4、S6的公共发射极；蓄电池组3的正极通过一个电感接到上侧S1的发射极与下侧S4的集电极之间，负极接到S4的发射极；S3与S6，S5与S2的中间点作为输出点，通过滤波器6接入电网或连接负载。

本实用新型电路的输入主要为光伏和风力等新能源和蓄电池，其中光伏和风力并网时，其输入正极接在S1、S3、S5的公共集电极，负极接在S2、S4、S6的公共发射极，实际利用智能功率模块4的桥臂2和3组成单相全桥逆变电路进行逆变，并未使用桥臂1。而在蓄电池组3充放电时，除了使用桥臂2和3组成的单相全桥逆变电路外，还利用桥臂1，蓄电池组3的正极通过一个电感接到桥臂1的两个IGBT开关管5之间，即上侧S1的发射极与下侧S4的集电极之间，负极接到S4的发射极，通过桥臂1的开关动作与电感，可完成升压功能和降压功能，从而实现了升压后向电网放电与从电网降压后充电的双向逆变功能，因为智能功率模块4内的IGBT开关管5的型号与等级一致，并有相同的驱动与保护电路设计，较之使用boost电路，无需为boost电路开关管配置单独的驱动以及保护电路，降低了设计的难度，而且实现了双向逆变的功能。蓄电池组3通过并网充放电保持一定的能量储备，当电网不可获得时可以与光伏输入一起提供能量，进行独立逆变，为负载提供能量。此拓扑结构可以有效利用智能功率模块4的桥臂，因为IGBT开关管5型号与等级一致，提高了系统的完整性与可靠性；驱动电路统一设计，降低了传统蓄电池并网系统中boost升压电路的驱动与保护电路的设计复杂度，系统可以实现双向逆变功能，从而有效增强了系统的稳定性、可靠性，提高了系统的效率，降低了成本的同时节省了体积，而且保证了负载的连续供电工作需要。