CN104104248B - 双电源光伏逆变器及其控制方法 - Google Patents

双电源光伏逆变器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双电源光伏逆变器及其控制方法，它由前级变换电路和后级逆变电路构成，前级变换电路由至少一个双电源变换单元组成；其中双电源变换单元由第一电容、第二电容、钳位电容、第一变换器和第二变换器组成；其中，第一变换器为输入端连接第一电容负极，输出端连接第二电容正极，公共端连接第一电容正极的负电压DC‑DC变换器；第二变换器为输入端连接第二电容正极，输出端连接第一电容负极，公共端连接第二电容负极的DC‑DC变换器；两个直流电源分别并联在第一电容两端和第二电容的两端。用双电源变换单元取代现有boost升压器的双电源光伏逆变器，效率提高，成本下降；尤其再配合使用本发明的控制方法，可进一步提高效率。

Description

双电源光伏逆变器及其控制方法
技术领域
本发明涉及将直流电转换成交流电的电子设备——逆变器。
背景技术
逆变器是一种将直流电转换成交流电的电子装置，比如太阳电池阵列发出的直流电必须被转换成交流电才能送入电网中。
通常逆变器的直流输入电压会有一定范围的变化。比如太阳电池阵列的额定电压和太阳电池组件的串联数有关，考虑到组成阵列的方便性，允许此额定电压在一定范围内选择。实际太阳电池阵列的电压还会进一步随温度和光照有很大变化。
直流输入电压的变化会对逆变电路造成不好的影响，使逆变电路的成本和损耗都增加。为降低逆变电路的成本和损耗，部分逆变器选择两级结构：逆变器由前级升压变换电路和后级逆变电路构成。经前级升压变换电路的调压，后级逆变电路总是工作在较好的输入直流电压下，其成本和损耗都较无前级变换电路的逆变电路低，但现有前级升压变换电路额外增加的成本和损耗往往更多。
大型单级结构三相光伏逆变器的另一个缺点是场地适应性差，所配太阳电池阵列必须全部整齐划一地排列在一个平面上，无法利用山坡等场地。即使如此，太阳电池本身的不均衡仍会造成一定的失配损失。为减小失配损失和增加场地适应性，目前一些前级变换电路采用多路独立的boost升压器并联方案，它们的输出并联后给后级逆变电路供电。更进一步，还有产品把前级变换电路中的各独立boost升压器分别装在各自机壳中，成为分离式的两级光伏逆变器，前级的每路boost升压器可以更接近光伏阵列安装。
有前级变换电路的两级逆变器虽然有其优点，但目前商品化的大型三相光伏逆变器还是以单级三相逆变结构的居多。这主要是由于，在现有前级变换电路和现有控制方法下，两级逆变器的成本和损耗均比单级三相逆变器高出不少。
发明内容
本发明的目的有二：其一，在两级三相逆变器中，用性能更好的由双电源变换单元组成的前级变换电路，取代现有前级变换电路，构成本发明的双电源光伏逆变器。具体是：用单一双电源变换单元结构取代单一boost升压变换器结构；用多路独立双电源变换单元并联结构取代多路独立boost升压变换器并联结构；其二，将新的控制方法用于两级三相逆变器中，使两级三相逆变器的性能提升。尤其在配合本发明的双电源光伏逆变器硬件使用的情况下，两级三相逆变器的损耗和成本可低于单级三相逆变器。此外，两级逆变器原有的优点仍然保留，所以，本发明提出的双电源光伏逆变器就有了较强的竞争力。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双电源光伏逆变器，它由前级变换电路和后级逆变电路构成，后级逆变电路是三相逆变电路，前级变换电路通过正供电线和负供电线为后级逆变电路供电，所述的前级变换电路由至少一个双电源变换单元组成；所述的双电源变换单元由第一电容、第二电容、钳位电容、第一变换器和第二变换器组成；其中，
第一变换器为负电压DC-DC变换器，第一变换器的输入端连接第一电容的负极，第一变换器的输出端连接第二电容的正极，第一变换器的公共端连接第一电容的正极并作为双电源变换单元的正输出端；
第二变换器为DC-DC变换器，第二变换器的输入端连接第二电容的正极，第二变换器的输出端连接第一电容的负极，第二变换器的公共端连接第二电容的负极并作为双电源变换单元的负输出端；
所述钳位电容的一端连在第一电容的正极或负极，钳位电容的另一端连在第二电容的正极或负极；
双电源变换单元的正输出端连接正供电线，双电源变换单元的负输出端连接负供电线；
另外，为前级变换电路中的每个双电源变换单元设有两个直流电源供电，其中第一直流电源并联在第一电容的两端，第二直流电源并联在第二电容的两端。
所述的前级变换电路由至少两个双电源变换单元组成，其中每个双电源变换单元的正输出端连接至正供电线，每个双电源变换单元的负输出端连接至负供电线。
第一直流电源和第二直流电源为太阳能电池提供电能的光伏电源。
钳位电容为连接在第一电容的正极与第二电容的正极之间的第四电容以及连接在第一电容的负极与第二电容的负极之间的第三电容。
所述的钳位电容为连接在第一电容的负极与第二电容的正极之间的第五电容以及连接在第一电容的正极与第二电容的负极之间的第六电容。
所述的第一变换器指标准负电压Buck变换器、软开关模式负电压Buck变换器或者负电压双向直流变换器。
所述的第二变换器是指标准Buck变换器、软开关模式Buck变换器或者双向直流变换器。
一种双电源光伏逆变器控制方法，设后级逆变电路的瞬时输出电压处于最高的相是H相，输出电压处于最低的相是L相，输出电压处于中间的相是M相，且H相、L相、M相是不断轮换的；
控制方法至少含有如下步骤：
1) 通过测量输出电压得知即时电压最高的一相是H相，电压最低的一相是L相，电压居中的一相是M相；
2) 确定三相输出电流IH，IL，IM中的两个为控制目标并确定目标值，如果控制目标中没有电流IM，则依据IM = -IH-IL算出电流IM的控制目标值；
3) 根据输出电流的测量值和目标值确定输出电流偏差；
4) 依据输出电流偏差，调节后级三相逆变电路中M相开关管反复开关的导通占空比，从而控制M相输出电流IM；H相和L相的开关管不开关动作，H相连接正供电线的开关管始终导通，L相连接负供电线的开关管始终导通，同时依据输出电流偏差调节前级变换电路的输出功率以调节VPN，进而控制另一个控制目标IH或IL。
其中，VHL表示H相的输出电压与L相的输出电压之差；IH，IL，IM分别表示H相，L相，M相的输出电流，均以流向负载为正；VPN表示正供电线与负供电线之间的电压差。
若考虑到元器件的非理想性，H相的输出电压与L相的输出电压之差VHL中还要加上H相电流流过H相开关管和电感造成的电压降，以及L相电流流过L相开关管和电感造成的电压降。
采用上述技术方案的本发明，具有以下优点：
（1）本发明的前级变换电路中的双电源变换单元的性能优于现有前级变换电路中传统boost变换器。成本方面：在boost变换器升压一倍的条件下，双电源变换单元的所变换的电流只有boost变换器的1/2，这意味着变换器中所用电感器的成本和体积可以减少约1/2，构成变换器Cv1和Cv2的半导体器件的电流等级也较小，成本就较低。效率方面：由于电流小，加上功率开关管关断时的电压也小于boost变换器方案，以及电感器的损耗减小约1/2，因此效率可以明显提升。本发明提出的双电源光伏逆变器应用在前级变换电路+三相逆变电路+三相工频变压器模式的时候，效率可以达到业界顶级水平，而成本还可有所下降。
（2）普通两级逆变器总是控制前级变换电路的功率使VPN>VHL，这样就必须靠H相或L相的开关管高频开关来控制输出电流IH或IL。正常逆变时功率因数接近于1，电压高的相，其电流也大，相应地H相或L相的开关管开关损耗也大。使用本发明的控制方法时，H相及L相的开关管不动作，自然开关损耗大幅降低。尤其是本发明提出的控制方法应用在双电源前级变换电路+三相逆变电路+三相工频变压器形式的并网逆变器的时候，效率可以达到业界顶级水平。
附图说明
图1为带有前级boost升压器的三相逆变器。
图2为带有前级多路独立boost升压器并联的三相逆变器。
图3为本发明中使用双电源的光伏逆变器。
图4为本发明中使用多路独立双电源变换单元并联的光伏逆变器。
图5为双电源变换单元采用第三电容和第四电容作为钳位电容的实施例。
图6为在图5中增加第五电容的实施例。
图7为双电源变换单元采用第五电容和第六电容作为钳位电容的实施例。
图8为标准Buck变换器和标准负电压Buck变换器。
图9为软开关DC-DC变换器的一种：改进型ZVT软开关Buck变换器及其负电压形式的电路。
图10为最简单的双向直流变换器：半桥式双向直流变换器及其负电压形式的电路。
图11为后接工频三相变压器的双电源光伏逆变器。
图12为双电源光伏逆变器实施例。
图13为本发明中实施例2的流程图。
具体实施方式
实施例1
如图3所示，一种双电源光伏逆变器，它由前级变换电路和后级逆变电路构成，前级变换电路通过正供电线P和负供电线N为后级逆变电路供电，前级变换电路将电压变换范围很大的太阳电池阵列电压变换成恰当的适于后级使用的电压。后级逆变电路是三相逆变电路。
上述的前级变换电路由一个双电源变换单元组成，或者前级变换电路由至少两个双电源变换单元组成，如图3图4所示，其中每个双电源变换单元DSC的输出端相互并联后连接至后级逆变电路的正供电线P和负供电线N。如图3所示，每个双电源变换单元由第一电容C1、第二电容C2、钳位电容、第一变换器Cv1和第二变换器Cv2组成；其中，
第一变换器Cv1为负电压形式DC-DC变换器，第一变换器Cv1的输入端连接第一电容C1的负极，第一变换器Cv1的输出端连接第二电容C2的正极，第一变换器Cv1的公共端连接第一电容C1的正极并作为双电源变换单元的正输出端；
第二变换器Cv2为DC-DC变换器，第二变换器Cv2的输入端连接第二电容C2的正极，第二变换器Cv2的输出端连接第一电容C1的负极，第二变换器Cv2的公共端连接第二电容C2的负极并作为双电源变换单元的负输出端；
所述钳位电容的一端连在第一电容C1的正极或负极，钳位电容的另一端连在第二电容C2的正极或负极。另外，设有两个直流电源供电，其中第一直流电源S1并联在第一电容C1的两端，第二直流电源S2并联在第二电容C2的两端，上述的直流电源为太阳能电池提供电能的光伏电源。
其中，钳位电容为并联在第一变换器Cv1输出端口的第四电容C4和并联在第二变换器Cv2输出端口的第三电容C3。在这种情况下，上述的前级变换电路由第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一变换器Cv1和第二变换器Cv2组成。第一电容C1的负极与第三电容C3的正极相连，第二电容C2的正极与第四电容C4的负极相连，第一电容C1的正极与第四电容C4的正极相连并连接至正供电线P，第二电容C2的负极和第三电容C3的负极相连并连接至负供电线N。第一变换器Cv1的输入端连接第一电容C1的负极，第一变换器Cv1的输出端连接第四电容C4的负极，第一变换器Cv1的公共端连接第四电容C4的正极。第二变换器Cv2的输入端连接第二电容C2的正极，第二变换器Cv2的输出端连接第三电容C3的正极，第二变换器Cv2的公共端连接第三电容C3的负极。
双电源变换单元中的第三电容C3和第四电容C4的作用是使第一直流电源S1和第二直流电源S2之间的电位相对稳定。起到同样的作用的电容也可接在其它位置，只要钳位电容的一端连在第一电容C1的正极或负极，钳位电容的另一端连在第二电容C2的正极或负极即可，共有四种连接方式：连接在第一电容C1的负极与第二电容C2的负极之间的第三电容C3，连接在第一电容C1的正极与第二电容C2的正极之间的第四电容C4，连接在第一电容C1的负极与第二电容C2的正极之间的第五电容C5，连接在第一电容C1的正极与第二电容C2的负极之间的第六电容C6。
可以使用电容C3、C4、C5、C6中的一到四个作为钳位电容，对电路特性没有实质影响，比如：
如图5，使用第三电容C3及第四电容C4作为钳位电容；
如图6，使用第五电容C5、第三电容C3及第四电容C4作为钳位电容；
如图7，使用第五电容C5及第六电容C6作为钳位电容。
上述的第二变换器Cv2是具有输入端、输出端和公共端三个外部连接端点的DC-DC变换器，其中输入端和公共端构成电能输入端口，输出端和公共端构成电能输出端口。有很多种电路可以用作第二变换器Cv2，比如：
(1) 标准Buck变换器，这是最简单最常用的降压变换器；
(2) 各种软开关模式Buck变换器，这是一类在标准Buck变换器基础上加上软开关电路的变换器，可以减少开关损耗；
(3) 双向直流变换器，这是一类电能可在输入端口和输出端口之间双向流动的直流变换器，使用这种变换器不仅可以实现电能从第二电容C2两端到第一电容C1负极和第二电容C2负极之间的DC-DC降压变换，也可实现电能从第一电容C1负极和第二电容C2负极之间到第二电容C2两端的DC-DC升压变换。如果双电源变换单元用于某些设备，比如带有电网功率因数调节功能的光伏逆变器，则需要电能双向流动的能力。
上述的第一变换器Cv1是具有输入端、输出端和公共端三个外部连接端点的负电压DC-DC变换器，其中输入端和公共端构成电能输入端口，输出端和公共端构成电能输出端口。所谓负电压DC-DC变换器是指其输入端电压和输出端电压都小于其公共端电压的直流变换器。由任何一种正电压DC-DC变换器的电路图，都可以对称地画出它的负电压形式变换器电路图，因此，和第二变换器Cv2一样，有很多种电路可以用作第一变换器Cv1，比如：
(1) 标准负电压Buck变换器；
(2) 各种软开关模式负电压Buck变换器；这是一类在标准负电压形式Buck变换器基础上加上软开关电路的变换器，可以减少开关损耗；
(3) 负电压形式的双向直流变换器，这是一类电能可在输入端口和输出端口之间双向流动的直流变换器，使用这种变换器不仅可以实现电能从第一电容C1两端变换到第二电容C2正极和第一电容C1正极之间的DC-DC负电压降压变换，也可实现电能从第二电容C2正极和第一电容C1正极之间到第一电容C1两端的DC-DC负电压升压变换。如果双电源变换单元用于某些设备，比如带有电网功率因数调节功能的光伏逆变器，则需要电能双向流动的能力。
由于负电压Buck变换器和正电压boost变换器电路结构一样，正电压Buck变换器和负电压boost变换器电路结构一样，在电路结构不变的情况下可以对电路有不同的解释，其中第一变换器Cv1可被解释为输入端接第二电容C2正极、公共端接第一电容负极、输出端接第一电容正极的正电压变换器；第二变换器Cv2可被解释为输入端接第一电容C2负极、公共端接第二电容正极、输出端接第二电容负极的负电压变换器。
本发明所给出的双电源光伏逆变器最好能输出较高的电压，比如550伏的三相有效值电压，对于三相380V并网应用，再后接一个降压型工频三相变压器隔离并网，对于三相10kV中压并网应用，当然要后接一个升压型工频三相变压器隔离并网。如图12，所用后级逆变电路是标准三相桥逆变电路，标准三相桥逆变电路的输出端接工频三相变压器的输入端。
要使本发明所给出的双电源光伏逆变器电路达到最佳转换效率，还要有合适的控制方法，最好将本发明给出的控制方法应用于双电源光伏逆变器。
实施例2
前级变换电路的作用是将一定范围的输入电压变换成适当的电压VPN，VPN表示正供电线P和负供电线N的电压差，这属于DC-DC的变换。完成DC-DC变换的电路多种多样，比较适于在两级逆变器中使用的有boost升压变换器、实施例1中双电源前级变换电路等。
设后级逆变电路的瞬时输出电压处于最高的相是H相，输出电压处于最低的相是L相，输出电压处于中间的相是M相。当然，H相、L相、M相是不断轮换的。
正常情况下，逆变器输出的功率因数接近于1，H相或L相的电流绝对值最大，M相的电流绝对值最小。如果H相和L相的开关管不开关动作，就可以减少大部分的开关损耗。通常控制一相的电流的方法是，该相的开关管高频率地反复通断，并通过调节一个开关周期中开关管导通的时间比来控制，也就是由该相开关管的导通占空比控制。
设VHL表示H相的输出电压与L相的输出电压之差；IH，IL，IM分别表示H相，L相，M相的输出电流，均以流向负载为正。
在三相三线系统中，三相输出电流之和(IH+IL+IM)=0，因此输出电流控制目标只能是三相输出电流中的两个，如果这两个控制目标中没有IM，可由公式(IH+IL+IM)=0算出IM。IM由M相开关管反复通断时的导通占空比控制，而IH或IL通过调节电压VPN控制，H相和L相的开关管不开关动作，直到它们变成M相。
VPN由前级变换电路的输出功率调节。加大前级变换电路的输出功率，就可以增大前级变换电路输出电流，使正供电线P和负供电线N之间的等效电容CPN被更快充电，引起VPN升高；反之，减小前级变换电路的输出功率，引起VPN降低。为实现对逆变器输出电流有实用价值的快速控制，CPN不能像普通逆变器那样取很大的电容值，而是必须足够小，才能使VPN快速变化。
设M相一个开关周期TS时刻后各相电流IH、IL、IM的变化分别是ΔIH、ΔIL、ΔIM，H相和L相的开关管不开关动作，且H相连接正供电线P的开关管始终导通，L相连接负供电线N的开关管始终导通，则：
ΔIH + ΔIM/2 = (VPN-VHL)TS/2L...........................(1)
ΔIL + ΔIM/2 = -(VPN-VHL)TS/2L .............................(2)
其中L是三相逆变桥各相后接的滤波器的等效电感值。
由此可知，H相和L相的开关管不开关动作，仅通过调节VPN也能控制IH或IL，而不是像现有控制方法那样靠H相或L相的开关管反复通断时的导通占空比控制。
现有靠H相或L相的开关管反复通断控制电流的方法，要求始终VPN>VHL，通过调节VPN控制IH或IL的方法，要求时而VPN>VHL，时而VPN<VHL。并且由(1)和(2)式可知，VPN和VHL的差别越大，输出电流的变化越快。因此，(1)和(2)式可以作为调节VPN的参考依据。
但VPN要调到多大合适，这是由调节算法决定的。反馈调节的一般过程是：由输出偏差通过某种算法计算出调节量。对应这里就是：由输出电流的实测值及目标值得到输出电流偏差，由输出电流偏差用某种算法计算出VPN应调到多大。有各种各样的成熟调节算法可供选用，这些算法各具特点，有的能最快达到目标值，有的过冲最小，有的稳定性最好等等，因此，输出电流偏差和VPN之间并没有单一的对应关系。
如图13所示，一种双电源光伏逆变器控制方法，设后级逆变电路的瞬时输出电压处于最高的相是H相，输出电压处于最低的相是L相，输出电压处于中间的相是M相，且H相、L相、M相是不断轮换的；
控制方法至少含有如下步骤：
1) 通过测量输出电压得知即时电压最高的一相是H相，电压最低的一相是L相，电压居中的一相是M相；
2) 确定三相输出电流IH，IL，IM中的两个为控制目标并确定目标值，如果控制目标中没有电流IM，则依据IM = -IH-IL算出电流IM的控制目标值；
3) 根据输出电流的测量值和目标值确定输出电流偏差，利用算法，根据电流偏差进行控制；
4) 依据输出电流偏差，调节后级三相逆变电路中M相开关管反复开关的导通占空比，从而控制M相输出电流IM； H相和L相的开关管不开关动作，H相连接正供电线P的开关管始终导通，L相连接负供电线N的开关管始终导通；同时依据输出电流偏差调节前级变换电路的输出功率以调节VPN，进而控制另一个控制目标IH或IL。
其中，VHL表示H相的输出电压与L相的输出电压之差；IH，IL，IM分别表示H相，L相，M相的输出电流，均以流向负载为正；VPN表示后级逆变三相桥的正供电线P和负供电线N的电压差。
若考虑到元器件的非理想性，H相的输出电压与L相的输出电压之差VHL中还要加上H相电流流过H相开关管和电感造成的电压降，以及L相电流流过L相开关管和电感造成的电压降。

Claims (9)

1.一种双电源光伏逆变器，它由前级变换电路和后级逆变电路构成，后级逆变电路是三相逆变电路，前级变换电路通过正供电线（P）和负供电线（N）为后级逆变电路供电，其特征在于：所述的前级变换电路由至少一个双电源变换单元组成；所述的双电源变换单元由第一电容（C1）、第二电容（C2）、钳位电容、第一变换器（Cv1）和第二变换器（Cv2）组成；其中，
第一变换器（Cv1）为负电压DC-DC变换器，第一变换器（Cv1）的输入端连接第一电容（C1）的负极，第一变换器（Cv1）的输出端连接第二电容（C2）的正极，第一变换器（Cv1）的公共端连接第一电容（C1）的正极并作为双电源变换单元的正输出端；
第二变换器（Cv2）为DC-DC变换器，第二变换器（Cv2）的输入端连接第二电容（C2）的正极，第二变换器（Cv2）的输出端连接第一电容（C1）的负极，第二变换器（Cv2）的公共端连接第二电容（C2）的负极并作为双电源变换单元的负输出端；
所述钳位电容的一端连在第一电容（C1）的正极或负极，钳位电容的另一端连在第二电容（C2）的正极或负极；
双电源变换单元的正输出端连接正供电线（P），双电源变换单元的负输出端连接负供电线（N）；
另外，为前级变换电路中的每个双电源变换单元设有两个直流电源供电，其中第一直流电源（S1）并联在第一电容（C1）的两端，第二直流电源（S2）并联在第二电容（C2）的两端。
2.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器，其特征在于：所述的前级变换电路由至少两个双电源变换单元组成，其中每个双电源变换单元的正输出端连接至正供电线（P），每个双电源变换单元的负输出端连接至负供电线（N）。
3.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器，其特征在于：所述的第一直流电源（S1）和第二直流电源（S2）为太阳能电池提供电能的光伏电源。
4.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器，其特征在于：所述的钳位电容为连接在第一电容（C1）的正极与第二电容（C2）的正极之间的第四电容（C4）以及连接在第一电容（C1）的负极与第二电容（C2）的负极之间的第三电容（C3）。
5.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器，其特征在于：所述的钳位电容为连接在第一电容（C1）的负极与第二电容（C2）的正极之间的第五电容（C5）以及连接在第一电容（C1）的正极与第二电容（C2）的负极之间的第六电容（C6）。
6.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器，其特征在于：所述的第一变换器（Cv1）是指标准负电压Buck变换器、软开关模式负电压Buck变换器或者负电压双向直流变换器。
7.根据权利要求1所述的双电源光伏逆变器，其特征在于：所述的第二变换器（Cv2）是指标准Buck变换器、软开关模式Buck变换器或者双向直流变换器。
8.一种基于权利要求1至7任一所述的双电源光伏逆变器的双电源光伏逆变器控制方法，其特征在于：设后级逆变电路的瞬时输出电压处于最高的相是H相，输出电压处于最低的相是L相，输出电压处于中间的相是M相，且H相、L相、M相是不断轮换的；
控制方法至少含有如下步骤：
1) 通过测量输出电压得知即时电压最高的一相是H相，电压最低的一相是L相，电压居中的一相是M相；
2) 确定三相输出电流IH，IL，IM中的两个为控制目标并确定目标值，如果控制目标中没有电流IM，则依据IM = -IH-IL算出电流IM的控制目标值；
3) 根据输出电流的测量值和目标值确定输出电流偏差；
4) 依据输出电流偏差，调节后级三相逆变电路中M相开关管反复开关的导通占空比，从而控制M相输出电流IM；H相和L相的开关管不开关动作，H相连接正供电线（P）的开关管始终导通，L相连接负供电线（N）的开关管始终导通，同时依据输出电流偏差调节前级变换电路的输出功率以调节VPN，进而控制另一个控制目标IH或IL；其中，VHL表示H相的输出电压与L相的输出电压之差；IH，IL，IM分别表示H相，L相，M相的输出电流，均以流向负载为正；VPN表示正供电线（P）与负供电线（N）之间的电压差。
9.根据权利要求8所述的双电源光伏逆变器控制方法，其特征在于：若考虑到元器件的非理想性，H相的输出电压与L相的输出电压之差VHL中还要加上H相电流流过H相开关管和电感造成的电压降，以及L相电流流过L相开关管和电感造成的电压降。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104104248B (zh) * 2014-06-20 2016-10-12 郑州大学 双电源光伏逆变器及其控制方法
CN106160549B (zh) * 2015-04-24 2018-08-24 郑州大学 一种采用交叠双电源供电的三相逆变器
CN106160539B (zh) * 2015-04-24 2018-10-23 郑州大学 一种采用交叠双电源供电的两级逆变器
CN108092406B (zh) * 2018-01-24 2023-11-10 宁波大家小家网络科技有限公司 一种用于光伏发电、用电智能监测的双路供电方法及系统
CN109088424B (zh) * 2018-09-27 2024-03-29 哈尔滨理工大学 一种级联式多功能离并网储能系统及其控制方法
EP3893388B1 (en) 2019-01-28 2023-11-22 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Device, method and system for solving common mode voltage interference
CN112600238B (zh) * 2020-07-30 2023-06-20 青岛大学 基于多端口Buck-Boost直流变换器的差分功率优化式DMPPT光伏电池模块
CN112803768B (zh) * 2021-01-18 2023-07-07 福州大学 一种三端口高增益直流变换器
CN113258773A (zh) * 2021-05-18 2021-08-13 阳光电源股份有限公司 一种电力变换系统和电力变换装置及其控制方法
CN113992013B (zh) * 2021-10-25 2024-02-09 湖南大学 一种电流源直流变换器及控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101056057A (zh) * 2006-04-11 2007-10-17 恩益禧电子股份有限公司 能减少外部零件数量的电源电路
CN102832842A (zh) * 2012-08-31 2012-12-19 广东明阳龙源电力电子有限公司 一种新型三相光伏并网逆变器系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4328290B2 (ja) * 2004-12-28 2009-09-09 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 電源回路、半導体集積回路装置、電子機器及び電源回路の制御方法
US9042145B2 (en) * 2010-01-29 2015-05-26 Platinum Gmbh Circuit configuration with a step-up converter, and inverter circuit having such a circuit configuration
CN101976852A (zh) * 2010-11-02 2011-02-16 深圳市合兴加能科技有限公司 光伏电源系统结构及其方法
DE102011011329B4 (de) * 2010-11-05 2018-02-08 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Hochsetzsteller
CN102355007A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 河北省电力建设调整试验所 基于psasp的并网光伏电源的建模方法
CN102624030A (zh) * 2012-03-29 2012-08-01 东南大学 一种光伏/蓄电池混合式电流逆变型分布发电系统
CN104104248B (zh) * 2014-06-20 2016-10-12 郑州大学 双电源光伏逆变器及其控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101056057A (zh) * 2006-04-11 2007-10-17 恩益禧电子股份有限公司 能减少外部零件数量的电源电路
CN102832842A (zh) * 2012-08-31 2012-12-19 广东明阳龙源电力电子有限公司 一种新型三相光伏并网逆变器系统

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