[发明专利]微源逆变器串联连接的组合式三相微电网系统

说明书

技术领域

本发明涉及三相微电网拓扑结构。

背景技术

当今社会中能源短缺与环境污染是世界范围内的共性问题。在该背景下发展起来的分布式发电技术日趋成熟，大量分布式发电单元的并网运行给传统外电网带来谐波污染的同时，使外电网进一步变得更加脆弱。微电网技术为解决大量分布式发电单元的并网问题提供了有效途径，也成为优化传统电网结构的重要手段。

目前，微电网网架结构主要有交流型、直流型以及交直流混合型三种，它们几乎都沿用了传统的电力网络结构，且系统内部均存在一些难以解决的问题。交流微网输出电压谐波含量高，内部变流器之间的环流问题严重，系统输出电压与频率稳定控制复杂；直流微网安全性低，系统中同样存在环流问题，集中逆变器输出电压所含谐波仍然成为影响其输出电能质量的主要因素；交直流混合型微网中由于包含交流与直流两种子网，故它内部几乎囊括了上述两种微网中的所有难题。

经过对现有技术文献的检索发现，“基于三相多分裂变压器的CHB级联型光伏逆变电路”（中国专利申请号：201210588995.9）公开了一种光伏阵列的并网电路，包括三相多分裂变压器和多个CHB级联型逆变单元，具有经济性好、占地小、维护管理方便等特点。但该电路结构只接入了光伏电池这一种发电单元，而且它也仅具有并网这一种运行模式，同时还没有考虑H桥逆变单元的故障问题，故该电路结构的运行灵活性差。

另外，“三相级联多电平光伏逆变器及其控制系统”（中国专利申请号：201320718840.2）提供了一种模块化的光伏阵列并网电路，包括多个PV阵列、多个DC/DC模块、多个DC/AC模块及控制系统，它考虑了光伏逆变器的控制问题与故障单元的处理问题。然而，但该电路也同样只接入了光伏电池这一种发电单元，且系统仅具有并网这一种运行模式，所以它能量来源单一，运行可靠性和灵活性差。

经过对现有技术文献的再次检索发现，一种微源逆变器串联连接型微网如图4所示[王兴贵，杨维满，一种微源逆变器串联连接型微网特性研究，《电力系统保护与控制》 ，第41卷，第21期，2013年11月，页码129-135]，系统内部含有光伏电池和风力发电两种微源，能量来源相对广泛，微源直流链接入了储能系统，且系统具有孤岛与并网两种运行模式，增强了这种串联结构系统的可控性和运行多样性。但该系统结构为单相的，无法满足三相负载的用电需求，同时也没有考虑内部微源的解列问题。另外，能量来源限定于太阳能、风能两种。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有交流型、直流型以及交直流混合型普通微网中存在的谐波、环流以及稳定控制复杂等问题，本发明提供一种H桥微源逆变器串联连接的组合式三相微电网系统结构。

本发明是微源逆变器串联连接的组合式三相微电网系统，在三个对称的A相子系统1、B相子系统2、C相子系统3中，第一直流发电单元26、第二直流发电单元27分别经过DC/DC直流变换环节及直流链电容C后并联连接至第二H桥微源逆变器13、第三H桥微源逆变器14的直流输入侧，第一交流发电单元25、第二交流发电单元28分别经过AC/DC变换环节及直流链电容C后并联连接至第一H桥微源逆变器12、第四H桥微源逆变器15的直流输入侧，第一H桥微源逆变器12、第二H桥微源逆变器13、第三H桥微源逆变器14、第四H桥微源逆变器15交流输出侧分别接至第一旁路开关16、第二旁路开关17、第三旁路开关18、第四旁路开关19的输入侧，第一旁路开关16、第二旁路开关17、第三旁路开关18、第四旁路开关19输出侧通过串联方式依次进行连接，第一H桥微源逆变器12、第二H桥微源逆变器13、第三H桥微源逆变器14、第四H桥微源逆变器15采用载波相移脉宽调制或阶梯波合成技术在A相输出端AN、B相输出端BN、C相输出端CN之间生成A相多电平输出电压u_AN、B相多电平输出电压u_BN、C相多电平输出电压u_CN，A相输出端AN、B相输出端BN、C相输出端CN之间采用星型方式连接起来，A端、B端、C端与公共端N之间形成的三相电压经过滤波器4后为本地负载5供电，多余或缺损的电能通过静态开关6后向外网7输送/获取。