[发明专利]一种并网逆变器

说明书

本发明公开了一种并网逆变器，该逆变器由直流电源、有源开关管、二极管、电容以及电感组成。本发明通过将输入侧与输出侧阴极共接地，从而完全消除光伏电池板寄生电容上的漏电流；无需变压器或前级升降压电路便可实现宽范围的输出电压调节，因此可以应用到不同功率要求的场合中；电路中间电容取值以及耐压要求较低，可以使用非电解电容，提升电路寿命并且降低维护成本；正负半周期分别使用了zeta、buck‑boost变换器作为工作回路，电路中有源器件的使用较少，且大部分为工频工作状态，同时正负半周期的无源器件复用率高，极大简化了电路结构，可以有效的减少系统损耗以及体积；电路输出量为电流量，易于并网运行。

技术领域

本发明涉及力电子技术领域，尤其是一种并网逆变器。

背景技术

进入新世纪以来，我国经济社会的飞速发展离不开各类能源的消耗，其中以煤炭与石油为首的化石能源占其绝大部分。但是，化石能源的使用往往会生成各类污染源，破坏环境，与我国加强生态文明建设相悖，并且化石能源属于不可再生能源，因此寻找一种新型清洁能源替代化石能源成为我国能源领域的一大重点。太阳能作为新型清洁能源的一种，一经发现便受到人们的广泛关注，其具有的普遍、无害、巨大、长久的优点，使其在各个新型能源中脱颖而出，成为各学者重点研究利用的能源之一。光伏发电是有效利用太阳能的一种方式，光伏逆变器是光伏发电系统中的重要环节，使用不同的光伏逆变器，会使光伏系统的能源转换效率、适用场合等发生改变，因此为了应对不同场合，同时提高能源转换效率，不同结构、控制策略的光伏逆变器不断被提出。光伏系统的输入会随着日照强度、湿度等环境因素发生扰动，为了使其输出保持稳定，要求光伏逆变器需要拥有升降压能力。部分传统电路中使用了变压器来获得升降压能力，其中分为工频变压器和高频变压器两种，但不论是哪种都存在系统体积大、逆变效率低、响应速度慢等问题。若采用前级DC-DC升降压，后级DC-AC逆变的方式，可以解决变压器所带来的各种问题，但两级的结构使系统的效率和安全性无法得到保障。针对传统电路的不足，单级非隔离型逆变器应运而生，此类电路具有逆变效率高、系统体积小、控制方法简单等优点，但是由于其光伏电池板与输出侧不存在电气隔离，光伏电池板与大地之间存在寄生电容，容易引起漏电流，从而影响光伏系统的安全运行。

发明内容

为了解决现有电路的问题，本发明提出了一种能够完全消除光伏电池板的对地漏电流，易于并网运行，能通过自身的升降压功能适应中小功率输入侧扰动应用场景且无电解电容的新型逆变器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种并网逆变器，包括直流电源、四个开关管、两个二极管、两个电容和三个电感；直流电源P端通过第一开关管S1与第一电感L1、第四开关管S4的一端、第一二极管D1的阴极端相连；第四开关管S4的另一端与第一电容C1的一端相连，第一电容C1的另一端与第二二极管D2的阴极、第二电感L2的一端相连；第一二极管D1的阳极通过第三开关管S3与第二电感L2的另一端相连，且通过滤波电感Lf与负载或电网相连；

直流电源N端与第一电感L1的另一端、第二二极管D2的另一端经过第二开关管S2的端点、第二电感L2的一端经过滤波电容Cf的端点以及负载或电网的另一端相连。

本发明技术方案的进一步改进在于：直流电源N端与电网公共端B直接相连，即输入输出共地，光伏电池板中的寄生电容中将不存在极间电流，因此可以完全消除漏电流的影响。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述逆变器正半周期工作于zeta模式，负半周期工作于buck-boost模式，利用zeta变换器的正向输出特性与buck-boost变换器的反向输出特性实现输出交流信号。

本发明技术方案的进一步改进在于：输出的交流电电压在直流电源输入电压E前后的一定范围内可调。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述逆变器中两个电容均不采用电解电容，实现了无电解电容化。