[实用新型]一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，属于新能源发电与智能电网领域。

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。

传统的谐振直流环节逆变器存在2个明显的缺点：开关器件的电压应力大；电压过零点与逆变器开关策略难以同步。近些年，研究人员提出了许多改进的谐振直流环节逆变器的拓扑结构，包括有源钳位谐振直流环节逆变器、并联谐振直流环节逆变器，推动了谐振直流环节逆变器的发展，但是仍然需要进一步完善。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供了一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，通过在Boost升压电路与PWM逆变桥之间添加辅助谐振单元，使直流侧储能电容电压周期性地归零，实现PWM逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换，而且辅助谐振单元中的开关器件也可以实现零电压开通和零电流关断。

本实用新型的技术方案为：一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载，光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载依次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为三相阻感性负载供电；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、直流侧储能电容C₁；辅助谐振电路包括电解电容C_F1和C_F2，均压电阻R₁和R₂，谐振电容C_r1和C_r2，谐振电感L_r，辅助开关器件S_a1和S_a2及其反并联二极管D_a1和D_a2；PWM逆变桥采用三相全桥逆变器，包括六个开关器件S₁~S₆以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容，开关器件S₁、S₃、S₅的集电极相连，作为PWM逆变桥的输入正端，开关器件S₂、S₄、S₆的发射极相连，作为PWM逆变桥的输入负端；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、辅助开关器件S_a1的发射极、反并联二极管D_a1的阳极、辅助开关器件S_a2的集电极、反并联二极管D_a2的阴极、谐振电容C_r1和C_r2各自一端、PWM逆变桥的输入正端相连，直流侧储能电容C₁的另一端与Boost升压电路开关器件S₀的发射极、谐振电容C_r2的另一端、电解电容C_F2的负极、PWM逆变桥的输入负端相连，均压电阻R₁与电解电容C_F1并联连接，均压电阻R₂与电解电容C_F2并联连接，电解电容C_F1的正极与辅助开关器件S_a1的集电极、反并联二极管D_a1的阴极、谐振电容C_r1的另一端相连，电解电容C_F1的负极与电解电容C_F2的正极、谐振电感L_r的一端相连，谐振电感L_r的另一端与辅助开关器件S_a2的发射极、反并联二极管D_a2的阳极相连；开关器件S₁的发射极与开关器件S₂的集电极相连，开关器件S₃的发射极与开关器件S₄的集电极相连，开关器件S₅的发射极与开关器件S₆的集电极相连，由S₂、S₄、S₆的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端；PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别和三相阻感性负载的a相、b相、c相连接。