[发明专利]单相全桥交错并联光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及单相全桥交错并联光伏并网逆变器，属于光伏逆变技术领域。

背景技术

并网逆变器作为光伏电池与电网间能量交换的核心，是整个光伏并网发电系统的关键环节，其安全性、可靠性以及能否实现高质量的电能转换，是光伏发电系统亟需解决的关键问题之一。

并网逆变器流入电网电流的纹波大小直接影响并网电能质量，纹波越小，谐波污染越轻，输送到电网的电能质量越高；反之，谐波污染越大，输送给电网的电能质量越差。而且较大的并网电流纹波也会增加开关管和续流二极管的损耗。因此，在设计光伏并网逆变器时应该尽量减小并网电流纹波，将其控制在一定的范围之内，也有利于减小EMI滤波器的体积和重量。在传统单相光伏并网逆变器中，大多采用四个高频开关管构成的单相全桥逆变电路结构，交流侧的电流纹波比较明显，为了减小纹波，往往通过在交流侧串联一个大电感来实现滤波功能，但是电感太大存在以下问题：

（1）为了保证流入电网的电流i_g的相位、频率能够迅速的跟踪电网电压u_g，必须使系统的动态响应足够快，即电流跟踪速度必须要大于期望输出电流变化率的最大值，因此滤波电感L也就不能取得太大。

（2）电感越大，相应的滤波装置的体积、重量及成本也就越大。

发明内容

本发明目的是为了解决并网逆变器交流侧采用串联大电感来实现滤波、减小纹波，存在动态响应慢、滤波装置体积大、重量大及成本高的问题，提供了一种单相全桥交错并联光伏并网逆变器。

本发明所述单相全桥交错并联光伏并网逆变器，它包括工频开关管S₁、工频开关管S₂、高频开关管S₃、高频开关管S₄、高频开关管S₅、高频开关管S₆、电感L₁和电感L₂；六个开关管均自带体二极管；

S₁和S₂构成一个桥臂；该桥臂输出端连接电网的一端；

S₃和S₄构成一个桥臂；该桥臂输出端通过电感L₁连接电网的另一端；

S₅和S₆构成一个桥臂；该桥臂输出端通过电感L₂连接电网的另一端；

三个桥臂均并联在太阳能电池PV的两端；

六个开关管的开关时序为：

S₁和S₂分别在电网电压正半周和负半周互补导通，占空比均为50%，留有死区时间；

在电网电压正半周期内：S₁始终导通，S₂，S₃，S₅始终关断，S₄导通→S₄、S₆均关断→S₆导通→S₄、S₆均关断，留有死区时间；

在电网电压负半周期间：S₂始终导通，S₁，S₄，S₆始终关断，S₃导通→S₃、S₅均关断→S₅导通→S₃、S₅均关断，留有死区时间。

本发明的优点：本发明提出单相全桥交错并联光伏并网逆变器这一电路拓扑结构，其交流侧在原有电感的基础上并联一个电感，同时增加了两个开关管S₁、S₂，形成六开关管控制的单相全桥逆变主电路结构，通过合理控制开关管的通断，使两个滤波电感电流的变化趋势相反，从而减小并网电流纹波，提高电能质量。

附图说明

图1是背景技术中涉及的采用四个高频开关管逆变电路结构的并网逆变器拓扑图；

图2是本发明所述单相全桥交错并联光伏并网逆变器的拓扑图；

图3是六个开关管在对应电网电压正负半周的时序图；

图4是四个高频开关管时序、两个电感电流及电网电流的对应波形图；

图5是DSP控制原理图。

具体实施方式