[实用新型]一种适用于光伏发电的三电平逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于光伏发电的三电平逆变器，属于电力电子变换与智能电网领域。

背景技术

太阳能的利用是缓解全球能源紧缺与环境污染问题的重要途径，光伏发电就是近年来研究的热点之一。采用目前成熟的电力电子变流技术可将太阳能转换成电能，进而实现电压变换与功率控制。

在电压型逆变器中，最早广泛应用的是两电平逆变器。两电平逆变器一个最大的弱点就是，受开关管功率和耐压的的限制，不宜实现高压大功率输出。为了解决这个问题，通常的办法是将开关管直接串联，但是这样做还需要解决开关管串联引起的静态和动态均压问题，同时还需要加入输出滤波器，以降低输出谐波和du/dt。为了解决上述技术难题，20世纪80年代，在电力电子技术领域中应电力系统直流输电、无功补偿、电力有源滤波以及高压大功率交流电动机变频调速的需要，多电平逆变器开始出现，并受到越来越多人们的关注。

多电平逆变器具有器件电压应力低、输出波形总谐波畸变率低、系统电磁干扰小、损耗小等优点，受到并网发电、新能源、燃料电池、交流电机调速领域的极大关注。

发明内容

在现有技术基础上，本实用新型公开了一种适用于光伏发电的三电平逆变器，它除具有多电平逆变器输出波形总谐波畸变率低、系统电磁干扰小、损耗小等优点之外，开关器件的电压应力减少为输入电压的一半，输出滤波电感和输出滤波电容的尺寸均有所减小，可以应用于高压大功率光伏发电场合。

本实用新型的技术方案为：一种适用于光伏发电的三电平逆变器，包括Boost升压电路、三电平逆变电路，光伏阵列、Boost升压电路、三电平逆变电路、负载依次连接，将光伏阵列输出直流电能变换成为交流电能并为负载供电；Boost升压电路包括光伏侧储能电容C₀、Boost升压电感L₀、Boost升压电路开关器件S₀、Boost升压电路二极管D₀，三电平逆变电路包括直流侧储能电容C₁、直流侧储能电容C₂、开关器件S₁～S₆及其各自的反并联二极管D₁～D₆、钳位二极管D₇、钳位二极管D₈、输出滤波电感L、输出滤波电容C；光伏阵列与光伏侧储能电容C₀并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L₀相连，Boost升压电感L₀另一端与Boost升压电路开关器件S₀的集电极、Boost升压电路二极管D₀的阳极相连，Boost升压电路二极管D₀的阴极与直流侧储能电容C₁的一端、开关器件S₁的集电极、反并联二极管D₁的阴极、开关器件S₅的集电极、反并联二极管D₅的阴极相连，直流侧储能电容C₁的另一端与直流侧储能电容C₂的一端、钳位二极管D₇的阳极、钳位二极管D₈的阴极相连，直流侧储能电容C₂的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件S₀的发射极、开关器件S₄的发射极、反并联二极管D₄的阳极、开关器件S₆的发射极、反并联二极管D₆的阳极相连，开关器件S₁的发射极与反并联二极管D₁的阳极、钳位二极管D₇的阴极、开关器件S₂的集电极、反并联二极管D₂的阴极相连，开关器件S₂的发射极与反并联二极管D₂的阳极、输出滤波电感L的一端、开关器件S₃的集电极、反并联二极管D₃的阴极相连，输出滤波电感L的另一端与输出滤波电容C的一端相连，开关器件S₃的发射极与反并联二极管D₃的阳极、钳位二极管D₈的阳极、开关器件S₄的集电极、反并联二极管D₄的阴极相连，开关器件S₅的发射极与反并联二极管D₅的阳极、输出滤波电容C的另一端、开关器件S₆的集电极、反并联二极管D₆的阴极相连，负载与输出滤波电容C并联连接；钳位二极管D₇的阳极与钳位二极管D₈的阴极连接点接地。