[实用新型]一种零电压持续时间可控的光伏发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种零电压持续时间可控的光伏发电系统，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。对直流电压较高的负载供电，蓄电池电压一般较低，满足不了其供电需求。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。

传统的硬开关逆变器拓扑中，功率器件的开关损耗会随着开关频率的提高显著增加，这不仅会降低逆变器效率，还会增加功率器件热量，使系统可靠性下降。软开关技术可以实现功率器件的零电压开关或零电流开关，从而有效减少了功率器件的开关损耗，在保证较高效率的同时，开关频率能够进一步提高。

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，提供了一种零电压持续时间可控的光伏发电系统，其主开关器件和辅助开关器件都可以实现软开关，PWM逆变桥桥臂在工作过程中不需要短路，控制可靠，而且通过控制辅助开关器件的开通时间和关断时间可以任意调整零电压的持续时间，使光伏发电系统能应用各种灵活的脉宽调制策略，提高了实用性。

本实用新型的技术方案为：一种零电压持续时间可控的光伏发电系统，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；辅助谐振电路包括耦合谐振电感的原边L_r1、副边L_r2，辅助开关器件S_a1、S_a2及其各自的反并联二极管D_a1、D_a2，辅助二极管D_a3、D_a4、D_a5，谐振电容C_r1，谐振电感L_r；PWM逆变桥采用三相全桥逆变结构，包括六个主开关器件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的集电极、反并联二极管D_a1的阴极相连，辅助开关器件S_a1的发射极与反并联二极管D_a1的阳极、辅助二极管D_a3的阴极、辅助开关器件S_a2的集电极、反并联二极管D_a2的阴极、PWM逆变桥的输入正端相连，辅助二极管D_a3的阳极与辅助二极管D_a5的阴极、辅助二极管D_a4的阴极、谐振电容C_r1的一端相连，谐振电容C_r1的另一端与耦合谐振电感原边L_r1的同名端、耦合谐振电感副边L_r2的异名端、谐振电感L_r的一端相连，耦合谐振电感原边L_r1的异名端与辅助二极管D_a5的阳极相连，耦合谐振电感副边L_r2的同名端与辅助开关器件S_a2的发射极、反并联二极管D_a2的阳极相连，谐振电感L_r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、直流侧储能电容C₁的另一端、辅助二极管D_a4的阳极、PWM逆变桥的输入负端相连，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。