[实用新型]一种级联型光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种级联型光伏并网逆变器。

背景技术

太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，具有清洁、安全、广泛等优点。从理论上看，如果把太阳能传送到地球的能量全部转化为电能，则每年的发电量相当于目前世界上能耗的40倍。随着光伏发电成本的降低和化石能源的告急，大功率光伏并网发电是必然的选择。

当前，MW级光伏并网发电通常是由若干个kW级的光伏并网逆变器通过一个共同的变压器升压，再统一并接到高压电网。但是，随着功率等级的提高，开关管工作频率必然下降，导致电能质量下降；而且，通过变压器升压并网，会导致很多问题，如变压器成本高、体积大、笨重、降低系统效率、存在直流偏磁和励磁涌流等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术方案中系统容量与电能质量之间的矛盾，解决升压变压器带来的问题，提供一种级联型光伏并网逆变器。具有电压等级高、功率等级大、电能质量好等优点，可以直接高压并网，不需要变压器，节省了成本和占地面积。

本实用新型实现上述目的所采用的技术方案为：本级联型光伏并网逆变器，包括光伏阵列和若干个级联的单元体；所述光伏阵列包括若干个光伏单元，每个光伏单元均与一个单元体的输入侧连接；每个单元体均是一个单级式单相光伏并网逆变器。

所述单级式单相光伏并网逆变器包括直流母线电容和H桥逆变电路；直流母线电容并联在单级式单相光伏并网逆变器的输入端；H桥逆变电路与直流母线电容并联。

所述单级式单相光伏并网逆变器还包括并联在H桥逆变电路输出端的旁路开关。

所述光伏单元，由若干个相同的光伏电池板先串联成若干个电池串，再由若干电池串并联而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：功率等级大，克服了电力电子器件负荷能力的限制；可以直接高压并网，省略了变压器，降低了成本，节省了空间，提高了效率；采用载波移相SPWM控制，具有完美无谐波变频器的优点，电能质量高；采用单元体旁路控制，提高了系统的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型级联型光伏并网逆变器的电路原理图；

图2是单元体的电路原理图；

图3是系统控制原理图。

图中1.光伏阵列，2.单元体，3.H桥逆变电路，4.旁路开关。

具体实施方式

下面结合实施及附图对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型逆变器采用如图1所示的结构，包括光伏阵列1和若干个级联的单元体2，光伏阵列1包括若干个光伏单元，每个光伏单元均与一个单元体2的输入侧连接。

所述的每个光伏单元，均是由若干个相同的光伏电池板先串联成若干电池串，再将若干电池串并联而成；每个光伏单元的安装环境尽量一致，以保证光伏阵列的各个光伏单元的电压等级和功率等级等特性相同。

如图2所示，每个单元体均是一个单级式单相光伏并网逆变器，包括直流母线电容C、H桥逆变电路3和旁路开关4；直流母线电容C并联在单级式单相光伏并网逆变器的输入端；H桥逆变电路3与直流母线电容C并联；旁路开关4并联在H桥逆变电路3的输出端，用于实现在非正常情况下的旁路控制。通过H桥逆变电路3实现最大功率跟踪控制和并网逆变控制。单元体采用载波移相SPWM控制，通过堆波技术(堆波技术即单元体级联)，实现多电平的高压输出，直接高压并网。

本实用新型逆变器的控制过程中，每个单元体对与其连接的光伏单元进行最大功率跟踪控制和并网逆变控制，采用载波移相SPWM调制方法，通过堆波技术，实现多电平的高压输出；对非正常单元体及其他两相的同级单元体采取旁路措施，提高了系统运行的稳定性和可靠性。如图3所示，本实用新型逆变器的控制过程，具体包括以下步骤：