[发明专利]一种具有重构能力的高电压宽范围光伏逆变结构及其应用

摘要

本发明公开了一种具有重构能力的高电压宽范围光伏逆变结构，其利用DC/DC变流器的升压功能，在不同输入电压情况下，重构直流母线，实现高电压宽范围的变流功能。本发明光伏逆变结构包括直流电压重构单元、电容链路和换流单元；直流电压重构单元通过DC/DC变流器实现直流母线的重构，在光伏电池提供的电压较高时，DC/DC变流器不工作，光伏电磁提供的电压直接作为直流母线电压；在光伏电池提供的电压较低时，DC/DC变流器开始工作，利用其升压特性将光伏电池提供的较低电压升高，将DC/DC变流器的输出电压作为重构后的直流母线电压。由此，本发明光伏逆变结构拓宽了光伏逆变器的输入电压范围，提高了系统的稳定性。

主权项

一种具有重构能力的高电压宽范围光伏逆变结构，其特征在于：包括一直流电压重构单元、一电容链路和一换流单元；当光伏输入电压较高时，所述的直流电压重构单元直接以光伏输入电压作为直流母线Bus1的电压，并将其与换流单元连接参与能量转换；当光伏输入电压较低时，直流电压重构单元利用自身的DC/DC升压功能实现直流母线的重构，重构后得到的另一条直流母线Bus2的电压高于光伏输入电压并与换流单元连接参与能量转换；所述的直流电压重构单元包括两个DC/DC变流器和两个光伏直流电压源；其中，第一DC/DC变流器的输出端与直流母线Bus2的正极相连，第一DC/DC变流器的输入端与直流母线Bus1的正极以及第一光伏直流电压源的正极相连，第一光伏直流电压源的负极与第二光伏直流电压源的正极相连于中心点O，第二光伏直流电压源的负极与直流母线Bus1的负极以及第二DC/DC变流器的输入端相连，第二DC/DC变流器的输出端与直流母线Bus2的负极相连；所述的电容链路由四个电容C1～C4串联组成；其中，电容C1的正极与直流母线Bus2的正极相连，电容C1的负极与直流母线Bus1的正极以及电容C2的正极相连，电容C2的负极与中心点O以及电容C3的正极相连，电容C3的负极与直流母线Bus1的负极以及电容C4的正极相连，电容C4的负极与直流母线Bus2的负极相连；所述的换流单元由两个双向功率开关BS1～BS2和六个功率半导体器件S1～S6组成；其中，功率半导体器件S1的输入端与直流母线Bus2的正极相连，功率半导体器件S1的输出端与双向功率开关BS1的一端、功率半导体器件S2的输入端以及功率半导体器件S4的输入端相连，双向功率开关BS1的另一端与直流母线Bus1的正极相连，功率半导体器件S2的输出端与中心点O以及功率半导体器件S3的输入端相连，功率半导体器件S4的输出端与功率半导体器件S5的输入端相连并作为换流单元的电平输出端，功率半导体器件S3的输出端与双向功率开关BS2的一端、功率半导体器件S5的输出端以及功率半导体器件S6的输入端相连，双向功率开关BS2的另一端与直流母线Bus1的负极相连，功率半导体器件S6的输出端与直流母线Bus2的负极相连；功率半导体器件S1～S6的控制端均接收来自外部设备提供的开关控制信号；所述的双向功率开关BS1或BS2由两个带反并联二极管的功率开关管S7～S8组成；其中，功率开关管S7的输出端作为双向功率开关BS1或BS2的一端，功率开关管S7的输入端与功率开关管S8的输入端相连，功率开关管S8的输出端作为双向功率开关BS1或BS2的另一端，功率开关管S7～S8的控制端均接收来自外部设备提供的开关控制信号。