一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器制造技術

本發明專利技術涉及一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器。本發明專利技術由n個相同的高頻直流變換器單元在其輸入端分別連接獨立的光伏組件，在其輸出端通過相互并聯的方式與母線連接，母線與濾波器相連，濾波器連接倒相逆變器的輸入端，倒相逆變器的輸出與電網連接，n是大于或等于2的正整數；每個高頻直流變換器單元包括：高頻功率電路，整流器，連接高頻功率電路與整流器的高頻隔離變壓器。本發明專利技術克服了過去存在的電路利用效率低，且成本較高的缺陷。本發明專利技術實現組件側和電網側的電氣隔離，有利于輕載運行時效率的提升，能根據電網調度指令靈活配置并網發電功率等級，實現光伏發電微逆變器的高效率、高功率密度和低成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力
，涉及到光伏發電，特別涉及一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器。
技術介紹
微逆變器，一般指的是光伏發電系統中的功率小于等于1000瓦、具有組件級MPPT的逆變器，全稱是微型光伏并網逆變器。在本專利技術作出之前，通常一塊光伏組件配置一個光伏發電微逆變器，并通過光伏發電微逆變器對光伏組件進行獨立的MPPT控制，從而大幅提高光伏電池的發電利用率，同時也可以避免集中式逆變器具有的直流高壓、弱光效應差、木桶效應等。但傳統的每一塊光伏組件配置一個光伏發電微逆變器方案中，每個光伏發電微逆變器都需要一個高頻直流變換器單元、一套濾波器、一套倒相逆變器和一套控制電路，因而成本較高，功率密度低下，如果進一步提高功率密度，則所需要成本將會更高。另外，也存在著光伏組件側最大功率跟蹤效率低下的缺點，反激型一級式并網逆變方案，正負并網電流由兩套反激型電路分別提供，故這種方案電路利用效率低，且成本較高。可見在目前的條件下，想進一步降低傳統光伏發電微逆變器的成本，并提高功率密度已很難實現。這種狀況已嚴重制約光伏發電微逆變器的應用和市場推廣。
技術實現思路
本專利技術目的在于克服上述缺陷，提出一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器。本專利技術采取的技術方案如下：一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器，其特征在于，該光伏發電微逆變器主要由n個相同的高頻直流變換器單元在其輸入端分別連接獨立的光伏組件，在其輸出端通過相互并聯的方式與母線連接，母線與濾波器相連，濾波器連接倒相逆變器的輸入端，倒相逆變器的輸出與電網連接，n是大于或等于2的正整數；每個高頻直流變換器單元包括：高頻功率電路，整流器，連接高頻功率電路與整流器的高頻隔離變壓器。所述的一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器，其特征在于是多塊光伏組件共用一個微逆變器，多通道光伏發電微逆變器共用一套濾波器、一套倒相逆變器和一套控制電路。所述的n個相同高頻直流變換器單元，將各自通道的高頻直流變換器單元中，原邊開關管的峰值電流給定值送到移相脈沖控制器，生成相應通道中高頻直流變換器的開關管脈沖控制信號vcr1、vcr2、vcr3和vcr4，再經驅動電路就可得到相應通道中高頻直流變換器的開關管驅動信號vdr1、vdr2、vdr3和vdr4。采用上述技術方案，本專利技術的有益效果在于：采用高頻變壓器隔離的直流變換器，可實現組件側和電網側的電氣隔離；高頻隔離的多通道直流變換器方案有利于輕載運行時效率的提升，能根據電網調度指令靈活配置并網發電功率等級；對多通道的高頻直流變換器采用移相控制方法可有效減小并網電流紋波，并減小輸出濾波電感的體積，從而降低成本；本專利技術
中多路光伏組件共用一個微逆變器的方案，與傳統每塊PV電池組件配備一個微逆變器的做法相比，多塊光伏組件共用一個光伏發電微逆變器，光伏發電微逆變器中的多路高頻直流變換器共用一套濾波器、一套倒相逆變器和一套控制電路，勢必能提高功率密度且有效的降低成本。因此本專利技術的電路架構有助于實現光伏發電微逆變器的高效率、高功率密度和低成本。本專利技術有利于光伏發電微逆變器推向市場。本專利技術的其他具體優點和效果將在下面繼續說明。附圖說明圖1——本專利技術結構原理示意圖。圖2——本專利技術的一種4通道光伏發電微逆變器應用示意圖。圖3——本專利技術的一種4通道光伏發電微逆變器控制策略示意圖。圖4——本專利技術的一種4通道光伏發電微逆變器中移相脈沖控制器的構成示意圖。圖5——本專利技術的一種4通道光伏發電微逆變器中移相脈沖控制器的高頻移相載波示意圖。圖6——本專利技術的一種4通道光伏發電微逆變器輸出電流波形1示意圖。圖7——本專利技術的一種4通道光伏發電微逆變器輸出電流波形2示意圖。圖8——本專利技術具體實施例結構原理示意圖。圖9——本專利技術具體實施例中開關管驅動信號實驗波形示意圖。圖10——本專利技術具體實施例中倒相逆變器開關管驅動信號實驗波形示意圖。圖11——本專利技術具體實施例中輸出電流和驅動信號實驗波形示意圖。圖12——本專利技術具體實施例中并網電流和電網電壓實驗波形示意圖。圖中各標號表示對應的部件名稱如下：1#光伏組件1、2#光伏組件2、n#光伏組件3、1#高頻直流變換器單元4、2#高頻直流變換器單元5、n#高頻直流變換器單元6、母線7、濾波器8、倒相逆變器9、低壓電網10、3#高頻直流變換器單元11、4#高頻直流變換器單元12、3#光伏組件13、4#光伏組件14。圖1中的符號名稱：Cf輸出濾波電容vg低壓電網電壓Lf1，Lf2輸出濾波電感T1高頻隔離變壓器圖2中的符號名稱：圖3中的符號名稱：圖4中的符號名稱：CMP1比較器1CMP2比較器2CMP3比較器3CMP4比較器4Vcar1高頻載波1Vcar2高頻載波2Vcar3高頻載波3Vcar4高頻載波4其它符號同圖3。圖5中的符號名稱：θ移相角其它符號同圖4。圖6中的符號名稱：圖7中的符號同圖6。圖8中的符號同圖2和圖3。圖9、圖10、圖11和圖12中的符號同圖。具體實施方式下面結合本專利技術的技術方案和附圖詳細敘述本專利技術的具體實施方法。由圖1和圖2：本專利技術的部件由1#光伏組件1、2#光伏組件2、3#光伏組件13、4#光伏組件14、n#光伏組件3、1#高頻直流變換器單元4、2#高頻直流變換器單元5、3#高頻直流變換器單元11、4#高頻直流變換器單元12、n#高頻直流變換器單元6、母線7、濾波器8、倒相逆變器9和低壓電網10構成。可見該光伏發電微逆變器主要由1#高頻直流變換器單元4、2#高頻直流變換器單元5、…、n#高頻直流變換器單元6(共n個單元)在其輸入端分別連接1#光伏組件1、2#光伏組件2、…、n#光伏組件3，而在其輸出端通過整流器如D11等連接到母線7，母線7與濾波器8電路中的濾波電容Cf，濾波電感Lf1和Lf2相連，濾波器再和倒相逆變器的相連，倒相逆變器的橋臂中點輸出與低壓電網連接，n是大于或等于2的正整數；1#高頻直流變換器單元4包括：高頻功率電路，整流器，和連接高頻功率電路與整流器的高頻隔離變壓器T1，其它高頻直流變換器單元有同樣的結構。圖1和圖2中可知，本專利技術的電路架構共用一套濾波器和一套倒相逆變器，多塊光伏組件共用一個光伏發電微逆變器，因而單位功率密度的成本明顯下降。如附圖2所示為本專利技術的一種4通道光伏發電微逆變器應用，其中高頻直流變換器單元均采用反激型電路，由圖3的控制策略產生驅動信號。1#高頻直流變換器單元4、2#高頻直流變換器單元5、3#高頻直流變換器單元11和4#高頻直流變換器單元12的輸入端分別連接1#光伏組件1、2#光伏組件2、3#光伏組件13和4#光伏組件14，反激型高頻直流變換器輸出端并聯形成母線7；1#高頻直流變換器單元4中的開關管Q1的驅動信號是vdr1，2#高頻直流變換器單元5中的開關管驅動信號是vdr2，3#高頻直流變換器單元11中的開關管驅動信號是vdr3，4#高頻直流變換器單元12中的開關管驅動信號是vdr4。圖3給出了圖2應用的控制方法，圖3中的低壓電網電壓信號vg經采樣和調理電路送到鎖相環，并輸出鎖相信號PLL，對于反激型高頻直流變換器，此鎖相信號為正弦饅頭波形，頻率為電網工頻的2倍。采樣得到1#光伏組件1、2#光伏組件2、3#光伏組件13和4#光伏組件14的輸出電壓分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器，其特征在于，由n個相同的高頻直流變換器單元，在其輸入端分別連接獨立的光伏組件，在其輸出端通過相互并聯的方式與母線連接，母線與濾波器相連，濾波器連接倒相逆變器的輸入端，倒相逆變器的輸出與電網連接；所述n是大于或等于2的正整數；每個高頻直流變換器單元包括：高頻功率電路，整流器，連接高頻功率電路與整流器的高頻隔離變壓器。

【技術特征摘要】
1.一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器，其特征在于，由n個相同的高頻直流變換器單元，在其輸入端分別連接獨立的光伏組件，在其輸出端通過相互并聯的方式與母線連接，母線與濾波器相連，濾波器連接倒相逆變器的輸入端，倒相逆變器的輸出與電網連接；所述n是大于或等于2的正整數；每個高頻直流變換器單元包括：高頻功率電路，整流器，連接高頻功率電路與整流器的高頻隔離變壓器。2.根據權利要求1所述的一種具有高頻隔離環節的多通道光伏發電微逆變器，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：方宇，
申請(專利權)人：江蘇博斯特新能源技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32