[发明专利]一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器及调制方法

说明书

本发明公开了一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器及调制方法，该逆变器包括三端口反激变换电路、全桥逆变电路和输出滤波电路，将三端口反激变换电路的一组原边绕组与一个新型功率解耦电路相连接，构成第三端口以实现功率解耦，有效抑制了直流母线上的低频波动、降低了解耦电容容值，从而采用寿命长、容值低的薄膜电容代替原有技术中的电解电容。该逆变器的优点：保证了逆变器的寿命和可靠性；利于实现最大功率点追踪(MPPT)，提高逆变器转换效率；同时，提出的解耦电路结构简单，仅使用一个开关管和一个电容，降低了逆变器成本和体积。

技术领域

本发明涉及一种光伏并网微逆变器，特别涉及一种可实现功率解耦功能的三端口反激式光伏并网微逆变器。

背景技术

太阳能作为世界公认的清洁能源，具有分布广泛、可再生、对环境无污染等诸多优点，同时，太阳能的开发和利用解决了人类面临的环境污染和能源短缺问题，成为目前乃至未来最有开发潜力的新能源之一。

近年来，光伏发电系统被广泛应用于电力的快速增长和高需求，越来越多小型工厂和住宅用户将光伏发电系统应用于小规模的发电中。目前，微逆变器是用于实现低功率光伏并网系统最先进的方法，该系统连接在每个光伏板后面用来实现直流到交流的转换。与传统的集中式逆变器和组串式逆变器相比，它具有其独特的优越性，包括即插即用功能；模块化优势(例如每个模块单独进行MPPT)；解决模块不匹配问题等。这些优势使得微逆变器成为低功耗和光伏建筑一体化(BIPV)系统的最佳解决方案。

在单相光伏并网发电系统中，为了使光伏组件获得最大发电效率，通常会加入最大功率追踪(MPPT)，使得光伏组件输出侧提供恒定功率，但并网逆变器输出功率为两倍于工频周期的脉动功率，这就导致光伏组件直流输出侧产生低频波动，同时降低MPPT效率。传统的解决方法大多采用电解电容并联在光伏组件输出侧实现光伏并网逆变器瞬时输出功率与光伏组件瞬时输出功率的解耦，即功率解耦技术。然而电解电容的寿命远远低于光伏组件的使用寿命，严重限制了逆变器的工作寿命，大大降低了光伏并网发电系统的可靠性。

针对上述存在的缺点，目前已提出一些特别的基于薄膜电容的微逆变器拓扑结构，即在电路中加入额外的功率解耦电路处理单相光伏并网逆变器瞬时输入输出功率不平衡问题，从而用小容值、长寿命的薄膜电容代替电解电容。然而目前提出的大多数功率解耦电路结构复杂，元器件较多，与微逆变器的低成本和小体积不相符合。

发明内容

发明目的：针对背景技术中光伏并网微逆变器及现有技术存在的不足，本发明提供了一种具有功率解耦功能的三端口反激式光伏并网微逆变器，它不仅可以有效降低解耦电容容值，从而采用薄膜电容代替电解电容，延长逆变器的使用寿命、提高光伏并网系统的可靠性；同时，解耦电路结构简单，可降低逆变器的成本和体积。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，包括依次连接的三端口反激变换电路A、全桥逆变电路C和输出滤波电路D；所述三端口反激变换电路中接有一个功率解耦电路B，所述功率解耦电路B与所述三端口反激变换电路A的一组原边绕组相连接。

进一步地：所述三端口反激变换电路A包括滤波电容、输入二极管、原边开关管、反激变压器、副边开关管和副边整流二极管；所述输入滤波电容与太阳能光伏组件并联；所述输入二极管的正极与所述输入滤波电容的一端连接；所述输入二极管的负极与所述反激变压器的第一原边绕组的同名端连接；所述反激变压器的第一原边绕组的异名端与所述原边开关管的漏极连接，所述原边开关管的源极与所述反激变压器的第二原边绕组的同名端连接；所述反激变压器的副边绕组的异名端与所述副边整流二极管的正极连接；所述副边整流二极管的负极与所述副边开关管的漏极连接；所述副边开关管的源极与所述全桥逆变电路的第一逆变开关管的漏极和第二逆变开关管的漏极连接；所述反激变压器的副边绕组的同名端与所述全桥逆变电路的第三逆变开关管的源极和第四逆变开关管的源极连接。