[实用新型]一种多电平光伏逆变器的不对称分量检测与消除装置

说明书

本实用新型提供一种多电平光伏逆变器的不对称分量检测与消除装置，涉及分布式电源多电平电力电子功率变换器控制技术领域。该装置包括光伏板、模块化多电平光伏逆变器和控制电路模块，光伏板包括若干串并联的光伏阵列模块，模块化多电平光伏逆变器采用三相六桥臂拓扑结构，控制电路模块包括触发电路、信号输入电路、驱动放大电路、信号处理控制单元和不对称分量检测消除单元。本实用新型的模块化多电平光伏逆变器，采用开关管和二极管的半桥电路，使得逆变器的控制更为简单，提高了系统控制的可靠性，而且减少了开关器件的使用，具有经济性，适用于很多电压等级，灵活性更好，操作方法简单易行，适用于工程应用。

技术领域

本实用新型涉及分布式电源多电平电力电子功率变换器控制技术领域，尤其涉及一种多电平光伏逆变器的不对称分量检测与消除装置。

背景技术

近年来，随着环境污染和能源枯竭问题越来越严重，太阳能作为一种清洁的可再生能源，已经越来越多的受到世界各国的重视，我国开发和利用可再生能源、优化能源结构的力度也不断加大。目前，光伏发电各项技术已经趋于成熟，光伏电站的大型化和并网化将是今后的发展方向和研究重点。但是，随着光伏产业的迅速发展，光伏发电容量的大幅度提升，一些问题也相应的突显出来，例如光伏阵列发电效率低、光伏并网发电对电网影响大、并网逆变器需满足更高的要求等。

目前的太阳能光伏发电基本都以交流并网的形式为主，无论是集中式光伏逆变器还是分布式光伏逆变器，其输出电压都比较低，多为400V以下，如果要将光伏发电并网，则需要通过逆变器后再经过变压器升压整流后再并入直流配电网。此系统设备多、占地面积大、结构复杂、转换效率低等不足。虽然新提出的模块化多电平光伏逆变器弥补了以上不足，但是当交流系统经常出现电压跌落、交流侧故障、负荷投切等情况，则会出现三相交流系统不对称情况，针对不对称的故障问题，现有文献未涉及模块化多电平光伏逆变器的控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种多电平光伏逆变器的不对称分量检测与消除装置，实现电网电压不对称分量的检测与消除，通过控制负序分量抑制功率出现的二倍频分量，无需注入额外的零序电压等，就可保证三相电压、功率的平衡，其方法简单，易于工程的实现。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种多电平光伏逆变器的不对称分量检测与消除装置，包括光伏板、模块化多电平光伏逆变器和控制电路模块；

所述光伏板包括若干串并联的光伏阵列模块，所述光伏阵列模块的等效电路包括太阳能电池组件集合体的太阳能电池组件、并联二极管、并联电阻及并联电容和串联电阻；所述并联二极管和并联电阻均并联在太阳能电池组件上构成太阳能电池组件集合体，并联电容并联在太阳能电池组件集合体两端构成并联结构；串联电阻与所述并联结构串联，该串联结构的两端为光伏阵列模块的输出端；

所述模块化多电平光伏逆变器采用三相六桥臂拓扑结构，其中三相的每相均包括上、下两个桥臂，每一个桥臂均包括n个子单元模块，n至少为2；所述子单元模块的输入端连接光伏阵列模块的输出端，子单元模块的输出端连接三相交流电网；

所述子单元模块包括DC/DC变换器和SM单元，所述DC/DC变换器的输入端接入光伏阵列模块，输出端接入SM单元；所述SM单元包括两个开关管VT1与VT2、两个二极管 VD1与VD2、并联电容C和开关K，开关管VT1与VT2通过发射极和集电极进行串联，两个二极管VD1与VD2分别并联在开关管VT1的集电极和发射极之间与VT2的集电极和发射极之间，且开关管的发射极与对应二极管的阳极连接，并联电容C并联在两个开关管串联结构的两端，开关K并联在开关管VT2的集电极和发射极之间，并且开关K的两端作为SM单元的输入端。

所述DC/DC变换器为隔离型DC/DC变换器。

所述子单元模块的工作模式包括放电模式和充电模式，具体根据开关管不同的导通和关断状态，实现不同的工作状态，子单元模块具体工作状态包括：