[发明专利]无重叠时间单电感电流逆变器及其控制方法和系统

说明书

本发明公开了无重叠时间单电感电流逆变器及其控制方法和系统，无重叠时间单电感电流逆变器在现有的单电感配置CSGCI上增设滤波电容C₁、滤波电容C₂、功率二极管D₁、功率二极管D₂、功率二极管D₃、功率二极管D₄、功率开关管S₅、功率二极管D₅以及电流控制器，解决现有技术中，单电感配置CSGCI拓扑同桥臂开关管需要设置重叠时间以及共模漏电流较大的问题。

技术领域

本发明涉及电流型并网逆变器技术领域，尤其涉及一种无重叠时间单电感电流逆变器及其控制方法和系统。

背景技术

电流型并网逆变器(Current Source Grid-connected Inverter，CSGCI)采用电感来作为其直流侧储能元件，与电容相比，电感性能稳定且可以用直流电压电源配合大电感来等效电流源，可允许电流在桥臂上出现直通现象。因此与电压型逆变器相比，CSGCI具有更高的安全性和可靠性。在CSGCI电路中，滤波电感的体积和损耗占有较大的比例，所以若要降低逆变器体积和重量，提高其功率密度，必须要在降低滤波电感的体积、重量和损耗等方面进行探究。

为减小滤波电感的体积和重量，提出了一种单电感配置CSGCI，如图1所示，从图1中可以看出该逆变器仅含有1支滤波电感。与对称电感配置CSGCI相比具有更低的体积、重量和磁性元件损耗。该逆变器结构简单，具有单极性调制和三电平输出等特性。但该逆变器当跨接在电流源两侧的开关同时断开时，电流的充电路径将被阻塞，开关管之间将承受巨大的电压峰值。因此需要在同一桥臂上当开关管在切换时，需要在开关之间加入重叠时间。而重叠时间的引入会增加并网电流谐波含量，降低GCI的电能质量。此外，德国VDE-0126-1-1标准规定，漏电流幅值高于300mA时光伏GCI必须在0.3s内从电网中切除。研究表明当单电感配置CSGCI采用半周期调制时，该逆变器的共模电压高频变化，存在较大的高频共模漏电流。若要并入电网需加入隔离变压器，但又会增大逆变器的体积和成本，降低了系统的功率密度。

发明内容

本发明的目的在于提供无重叠时间单电感电流逆变器及其控制方法和系统，解决现有技术中，单电感配置CSGCI拓扑同桥臂开关管需要设置重叠时间以及共模漏电流较大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

无重叠时间单电感电流逆变器，该逆变器由光伏电池阵列PV、储能电感L、功率开关管S₁、功率开关管S₂、功率开关管S₃、功率开关管S₄、功率开关管S₅、功率二极管D₁、功率二极管D₂、功率二极管D₃、功率二极管D₄、功率二极管D₅、滤波电容C_f、电网u_g、滤波电容C₁以及滤波电容C₂组成；

所述光伏电池阵列PV直流电压正端与所述储能电感L的一端相连，所述储能电感L的另一端与所述功率开关管S₁的集电极连接，所述功率开关管S₁的发射极与所述功率二极管D₁的阳极连接，所述功率二极管D₁的阴极与所述功率开关管S₃的集电极连接，所述功率开关管S₃的发射极与所述功率二极管D₃的阳极连接，所述功率二极管D₃的阴极与所述光伏电池阵列PV直流电压负端连接；