CN107005059A - 一种电流源逆变器系统及逆变装置 - Google Patents

一种电流源逆变器系统及逆变装置 Download PDF

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Abstract

一种电流源逆变器系统(100)和包括该系统的逆变装置,电流源逆变器系统(100)包括:直流储能电路(110)、逆变桥臂电路(120)、交流滤波电路(130)、控制器(140),其中,所述直流储能电路(110)与光伏组串电连接,所述直流储能电路(110)与所述逆变桥臂电路(120)电连接,所述逆变桥臂电路(120)与所述交流滤波电路(130)电连接,所述控制器(140)与所述逆变桥臂电路(120)电连接,所述控制器(140)具体用于控制三相电流源逆变器系统(100)中任意时刻只有一相桥臂高频工作、其他两相桥臂低频工作,进而将由所述直流储能电路(110)输入的稳定的直流电流转换为交流电流输出。所述电流源逆变器系统(100)通过重新构造光伏发电技术中光伏逆变器的系统架构,提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。

Description

一种电流源逆变器系统及逆变装置
技术领域
本发明涉及逆变器领域,尤其涉及一种电流源逆变器系统及逆变装置。
背景技术
光伏发电系统中,多个光伏组件串联构成光伏组串,再由多个光伏组串并联构成光伏阵列,光伏组件把太阳的光能转换为直流电,通过光伏组件的串并联提高电压、增大电流,汇流箱、配电柜等实现电气连接功能,光伏逆变器把这种随机变化的直流电转换为与公用电网频率、相位、电压均相同的交流电。同时,光伏逆变器具有MPPT(maximum powerpoint tracking,最大功率点跟踪)功能,可以通过内部软件算法自动寻找光伏组串、或光伏阵列的最大功率点。
典型大型荒漠地面及大型屋顶的太阳能光伏电站一般采用集中式逆变器构成光伏发电系统,主要由太阳能光伏电池组件、汇流箱、交直流配电柜及光伏逆变器组成,可以方便实现10kV/35kV中压并网,光伏组串并联后得到较高的直流电压与直流功率,然后共用一台集中型逆变器实现并网发电。分布式光伏电站一般建在中、大型工商业厂房、及个人家庭屋顶,主要使用组串式光伏逆变器、交流配电柜,而无需汇流箱、直流配电柜。分布式光伏发电系统的发展促使光伏发电靠近负载端、减小输配电损耗。
但无论是集中式逆变器构成光伏发电系统还是分布式光伏电站,一般均使用电压源型逆变器,在光伏组串电压较低的情况下,电压源逆变器内部包含有直流升压与逆变电路两级式系统,如图1所示;电压源逆变器内部也可采用单级式系统,即不使用直流升压电路、而只保留逆变功能,但为了与较高的电网电压相适配,逆变器交流输出侧需要使用升压变压器,如图2所示。两级式系统内含直流升压电路,单级式系统交流输出必须配置升压变压器,这两种方式都增大了逆变器的体积、重量、价格、功耗,同时,光伏组串的原理模型为直流电流源,而传统电压源逆变器需要把光伏组串的电流源再一次转换为电压源,但是光伏并网发电要求输出必须为电流源,这样经过多次转换从而增大了系统结构与控制策略的复杂性、可靠性,因此电压源逆变器应用于光伏发电时不符合高效率、高功密度、低价格的技术发展趋势。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题,本发明实施例提供一种电流源逆变器系统及逆变装置,通过重新构造逆变器的系统架构,以期提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
本发明实施例第一方面提供一种电流源逆变器系统,包括:
直流储能电路、逆变桥臂电路、交流滤波电路、控制器,其中,所述直流储能电路与光伏组串电连接,所述直流储能电路与所述逆变桥臂电路电连接,所述逆变桥臂电路与所述交流滤波电路电连接,所述控制器与所述逆变桥臂电路电连接,所述控制器用于控制所述逆变桥臂电路的工作;
其中,所述直流储能电路将所述光伏组串提供的直流电流进行储能、滤波形成稳定的直流电流,并将所述稳定的直流电流输入给所述逆变桥臂电路,所述逆变桥臂电路将所述稳定的直流电流转换为交流电流、并输出给所述交流滤波电路,所述交流滤波电路将所述交流电流转换为正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。
进一步可选的,所述控制器具体用于实现基于正弦脉宽调制得到的功率开关管驱动信号控制所述逆变桥臂电路,以将由所述直流储能电路输入的稳定的直流电流转换为交流电流输出。
进一步可选的,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管和第一电感,其中,所述第一二极管的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一二极管的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
进一步可选的,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容和第一电感,其中,所述第一电容的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一电容的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
进一步可选的,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管和第一电感,其中,所述第一二极管的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一二极管的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管,其中,所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口与所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第二电感、第三电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第二电容的第二端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口连接所述交流电网。
进一步可选的,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容和第一电感,其中,所述第一电容的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一电容的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管,其中,所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口与所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第二电感、第三电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第二电容的第二端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口连接所述交流电网。
进一步可选的,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管、第一电感、第八二极管、开关管,其中,所述第一二极管的输入端口与所述光伏组串的第一端口、所述开关管的第一端口连接,所述第一二极管的输出端口与所述第一电感的的第二端口、所述开关的第二端口、所述第八二极管的输入端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述所光伏组串的第二端口连接,所述第八二极管的输出端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
进一步可选的,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容、第一电感、开关管、第一二极管以及第八二极管,其中,所述第一电容的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一电容的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述开关管的第二端口、所述第一二极管的输出端口、所述第八二极管的输入端口连接,所述第八二极管的输出端口连接与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述开关管的第一端口与所述第一二极管的输入端口、所述所述光伏组串的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
进一步可选的,所述控制器具体用于控制所述电流源逆变器系统中所述逆变桥臂电路的功率开关管采用120°轮换导通工作模式,任意桥臂上、下管1/3区间为高频开关、2/3区间为低频工作,任意时刻只有一相桥臂高频工作、其他两相桥臂低频工作,以将由所述直流储能电路输入的稳定的直流电流转换为交流电流输出。
本发明实施例第二方面提供一种逆变装置,包括如本发明实施例第一方面提供的任意一种电流源逆变器系统。
进一步可选的,所述逆变装置用于使用电流源逆变器系统的应用中,所述逆变装置包括以下一种或几种:光伏发电装置、不间断电源、变频电源及通信逆变器。
本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中两级式电压源逆变器光伏发电系统的结构示意图;
图2是现有技术中单极式电压源逆变器结合升压变压器的光伏发电系统的结构示意图;
图3是本发明第一实施例提供的一种电流源逆变器系统的整体结构示意图;
图4是本发明第二实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图;
图4-1是本发明第二实施例提供的电流源逆变器系统的SPWN调制策略示意图;
图5是本发明第三实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图;
图6是本发明第四实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图;
图7是本发明第五实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图;
图8是本发明第六实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图;
图9是本发明第七实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图;
图10是本发明第八实施例提供的电流源逆变器系统构成的多级并联光伏发电系统的接线示意图;
图11是本发明第九实施例提供的一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图;
图12是本发明第十实施例提供的另一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图;
图13是本发明第十一实施例提供的另一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图;
图14是本发明第十二实施例提供的另一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图;
图15是本发明第十三实施例提供的一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图;
图16是本发明第十四实施例提供的另一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图;
图17是本发明第十五实施例提供的又一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图;
图18是本发明第十六实施例提供的再一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图;
图19是本发明第十七实施例提供的电流源逆变器系统耦合电感结构的接线示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图3,图3是本发明第一实施例提供的一种电流源逆变器系统的整体结构示意图,如图3所示,本发明实施例中的电流源逆变器系统100,包括:直流储能电路110、逆变桥臂电路120、交流滤波电路130、控制器140,其中,所述直流储能电路110与光伏组串电连接,所述直流储能电路110与所述逆变桥臂电路120电连接,所述逆变桥臂电路120与所述交流滤波电路130电连接,所述控制器140与所述逆变桥臂电路电连接,所述控制器140用于控制所述逆变桥臂电路120的工作;
其中,所述直流储能电路将所述光伏组串提供的直流电流进行滤波、续流形成稳定的直流电流,并将所述稳定的直流电流输入给所述逆变桥臂电路,所述逆变桥臂电路将所述稳定的直流电流转换为交流电流、并输出给所述交流滤波电路,所述交流滤波电路将所述交流电流转换为正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。
具体地,光伏组串提供的电流源经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给三相逆变桥臂,每个桥臂开关管无需串联功率二极管。经过SPWM调制得到的开关驱动信号把直流电流源输入转换为交流电流源SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入三相交流电网实现光伏并网发电。控制器实现交、直流侧的电量检测、通讯、保护等功能,同时也实现逆变桥臂的载波调制策略与并网电流算法。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制。每个桥臂开关管采用120°轮换导通工作模式,三相电网中任一相的相电压瞬时值高于其正峰值电压一半以上时,该相桥臂的上管持续导通、下管持续关断;相电压瞬时值低于其负峰值电压一半以下时,该相桥臂的下管持续导通、上管持续关断;相电压瞬时值处于其一半的正峰值电压与一半的负峰值电压之间时,该相桥臂的上、下管进行SPWM高频调制。一个完整的360°电网工频周期内,每个桥臂移相调制120°,同时所有上、下管1/3区间为高频开关、2/3区间为低频工作。同时,三相桥臂中任意时刻只有一相桥臂高频工作、其他两相桥臂低频工作。另外可以通过控制同一桥臂上、下开关管的共通时间,实现电流型逆变器的内在升压功能,而无需DC/DC变换器、或交流升压变压器。
进一步可选的,所述控制器具体用于实现基于正弦脉宽调制得到的功率开关管驱动信号控制所述逆变桥臂电路,以将由所述直流储能电路输入的稳定的直流电流转换为交流电流输出。
可以看出,本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
请参阅图4,图4是本发明第二实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图,如图4所示,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管Di和第一电感Ld,其中,所述第一二极管Di的输入端口与所述光伏组串PV的第一端口连接,所述第一二极管Di的输出端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第一端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串PV的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第六功率开关管S6、第七功率开关管S7、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7,其中,所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第一端口、所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第一端口及所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第二端口、所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第二端口及所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第一端口与所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第一端口与所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容Ca、第三电容Cb、第四电容Cc、第二电感La、第三电感Lb、第四电感Lc,其中,所述第二电容Ca的第一端口与所述第二电感La的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容Cb的第一端口与所述第三电感Lb的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容Cc的第一端口与所述第四电感Lc的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感La的第二端口、第三电感Lb的第二端口、第四电感Lc的第二端口分别并入相应的交流电网。
具体地,本发明实施例中的电流源逆变器为一种直流电流源输入的单级式三相电流源逆变器,光伏组串PV提供的直流电流源输入,经过储能电感器Ld滤波后,以稳定的直流电流输入给由两电平H桥构成的三相逆变桥臂,三相桥臂由功率开关管S2、S3、S4、S5、S6及S7构成,并且每个桥臂开关管无需串联功率二极管,降低了逆变器的导通损耗。经过MCU数字SPWM调制得到的开关管驱动信号控制得到方波电流输出,电容器Ca、Cb、及Cc与电感器La、Lb、及Lc完成交流高频滤波后得到正弦波电流波形,最终并入三相交流电网实现并网发电。由于电流源逆变器的储能电感器Ld电流不可开路,因此直流侧采用功率二极管Di实现续流。这种电流源逆变器无需直流母线电压控制,提高了MPPT跟踪技术的精度与稳定性,提高系统发电量。同时无需使用直流母线电容器,消除寿命较低部件的使用,提高光伏系统的可靠性、延长工作寿命。
请参阅图4-1,图4-1是本发明第二实施例提供的电流源逆变器系统的SPWM调制策略示意图。如图4-1所示,交流电网在50Hz工作频率下,直流电流源输入的单级式三相电流源逆变器的每个桥臂开关管采用120°轮换导通工作模式,其中uA、uB、uC为三相交流电网的相电压,S2、S3、S4、S5、S6、S7为六个功率开关管的驱动信号。三相电网中任一相的相电压瞬时值高于其正峰值电压一半以上时,该相桥臂的上管持续导通、下管持续关断;任一相的相电压瞬时值低于其负峰值电压一半以下时,该相桥臂的下管持续导通、上管持续关断,这两个区间称为低频工作;任一相的相电压瞬时值处于其一半的正峰值电压与一半的负峰值电压之间时,该相桥臂的上、下管执行正弦波SPWM调制策略,这个区间称为高频工作。一个完整的360°电网工频周期内对于A相桥臂来说,30°~150°区间上管持续导通、下管持续关断,210°~330°区间下管持续导通、上管持续关断,0°~30°与150°~210°、330°~360°区间上、下管进行正弦波SPWM调制工作。因此,在一个完整的360°电网工频周期内,A相的上、下管只有1/3区间为高频工作、其他2/3区间为低频工作。其他两相的工作状况与A完全相同,只是调制策略上移相120°。因此,三相桥臂中任意时刻只有一相桥臂高频工作、其他两相桥臂低频工作,这样极大降低了三相电流源逆变器的开关损耗,提高了系统效率与发电量。这种120°轮换导通工作模式既可以由DSP、CPLD、MCU等数字程序控制方式实现,也可以采用逻辑门、比较器、加法器、及专用芯片等模拟方式实现。另外也可通过控制电流源逆变器同一桥臂上的两个开关管的重叠导通时间,用以控制电流源逆变器的直流侧电流,可实现从弱光至强光全过程的光能利用,这就是电流型逆变器内在升压特性的基本原理,同时电流型逆变器实现MPPT跟踪控制更方便可靠。由于这种内在升压特性,光伏组串电压低于电网峰值电压时也能并网发电,这样拓宽了输入电压范围、提高了系统发电量,因此这种电流源逆变器无需直流升压变换电路、或升压变压器环节,从而降低系统功耗、重量、体积、及价格,并提高系统效率。软件控制策略中直接以并网电流为控制对象,并网电流谐波更低,可以实时、快速地实现过电流保护。同时便于实现四象限运行,可以根据电网调度要求,灵活稳定地实现有功降额、无功调节,适应智能电网的要求。另外,并网电流不受电网影响,更稳定、更易控制,在电网波动或者畸变的情况下也能实现高质量并网发电。同时,本控制策略适用于任一三相电流源逆变系统,并不限于本发明实施例中的直流电流源输入的单级式三相电流源逆变器系统。
可以看出,本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
请参阅图5,图5是本发明第三实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图,如图5所示,所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容Cin和第一电感Ld,其中,所述第一电容Cin的输入端口与所述光伏组串PV的第一端口连接,所述第一电容Cin的输出端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第一端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串PV的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第六功率开关管S6、第七功率开关管S7、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7,其中,所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第一端口、所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第一端口及所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第二端口、所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第二端口及所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第一端口与所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第一端口与所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容Ca、第三电容Cb、第四电容Cc、第二电感La、第三电感Lb、第四电感Lc,其中,所述第二电容Ca的第一端口与所述第二电感La的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容Cb的第一端口与所述第三电感Lb的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容Cc的第一端口与所述第四电感Lc的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感La的第二端口、第三电感Lb的第二端口、第四电感Lc的第二端口分别并入相应的交流电网。
具体地,本发明实施例中的电流源逆变器为一种直流电压源输入的单级式三相电流源逆变器,光伏组串PV或其他直流电源提供的直流电压源输入,经过电容Cin滤波、并由滤波、储能功能的电感器Ld将直流电压源转换为直流电流源后,以稳定的直流电流输入给由两电平H桥构成的三相逆变桥臂,三相桥臂由S2、S3、S4、S5、S6、及S7功率开关管构成,并且每个桥臂开关管无需串联功率二极管,降低了逆变器的导通损耗。经过MCU数字SPWM调制得到的开关管驱动信号控制得到方波电流输出,电容器Ca、Cb、及Cc与电感器L1、L2、及L3完成交流高频滤波后得到正弦波电流波形,最终并入三相交流电网实现并网发电。这种电流源逆变器无需直流母线电压控制,提高了MPPT跟踪技术的精度与稳定性,提高系统发电量。
其具体的三相电流源光伏逆变器的SPWN调制策略示意图请参阅图4-1所示的调制策略,本实施例不做赘述。
可以看出,本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
请参阅图6,图6是本发明第四实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图,如图6所示,所述光伏组串PV包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管Di和第一电感Ld,其中,所述第一二极管Di的输入端口与所述光伏组串PV的第一端口连接,所述第一二极管Di的输出端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第一端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串PV的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5,其中,所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第二端口与所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;
所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第一端口与所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容Co、第二电感L2、第三电感L3,其中,所述第二电容Co的第一端口与所述第二电感L2的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第二电容Co的第二端口与所述第三电感L3的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第二电感L2的第二端口、第三电感L3的第二端口连接所述交流电网。
具体地,本发明实施例中的电流源逆变器为一种直流电流源输入的单级式单相电流源逆变器拓扑结构中,光伏组串PV提供的直流电流源输入,经过储能电感器Ld滤波后,以稳定的直流电流输入给由两电平H桥构成的全桥逆变桥臂,逆变桥臂由功率开关管S2、S3、S4及S5构成,并且每个桥臂开关管无需串联功率二极管,降低了逆变器的导通损耗。经过MCU数字SPWM调制得到的开关管驱动信号控制得到方波电流输出,电容器Co与电感器L2、及L3完成交流高频滤波后得到正弦波电流波形,最终并入单相交流电网实现并网发电。由于电流源逆变器的储能电感器电流不可开路,因此直流侧采用功率二极管实现续流。这种电流源逆变器无需直流母线电压控制,提高了MPPT跟踪技术的精度与稳定性,提高系统发电量。同时无需使用直流母线电容器,消除寿命较低部件的使用,提高光伏系统的可靠性、延长工作寿命。
可以看出,本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
请参阅图7,图7是本发明第五实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图,如图7所示,所述光伏组串PV包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容Cin和第一电感Ld,其中,所述第一电容Cin的输入端口与所述光伏组串PV的第一端口连接,所述第一电容Cin的输出端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第一端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Ld的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串PV的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5,其中,所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第二端口与所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;
所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第一端口与所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容Co、第二电感L2、第三电感L3,其中,所述第二电容Co的第一端口与所述第二电感L2的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第二电容Co的第二端口与所述第三电感L3的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第二电感L2的第二端口、第三电感L3的第二端口连接所述交流电网。
具体地,本发明实施例中的电流源逆变器为一种直流电压源输入的单级式单相电流源逆变器拓扑结构中,光伏组串PV或其他直流电源提供的直流电压源输入,经过电容Cin滤波、并由滤波、储能功能的电感器Ld将直流电压源转换为直流电流源后,以稳定的直流电流输入给由两电平H桥构成的全桥逆变桥臂,逆变桥臂由功率开关管S2、S3、S4及S5构成,并且每个桥臂开关管无需串联功率二极管,降低了逆变器的导通损耗。经过MCU数字SPWM调制得到的开关管驱动信号控制得到方波电流输出,电容器Co与电感器L2、及L3完成交流高频滤波后得到正弦波电流波形,最终并入三相交流电网实现并网发电。这种电流源逆变器无需直流母线电压控制,提高了MPPT跟踪技术的精度与稳定性,提高系统发电量。
可以看出,本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
请参阅图8,图8是本发明第六实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图,如图8所示,所述光伏组串PV包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管Db、第一电感Lb、第八二极管Dm、开关管Sb,其中,所述第一二极管Db的输入端口与所述光伏组串PV的第一端口、所述开关管Sb的第一端口连接,所述第一二极管Db的输出端口与所述第一电感Lb的的第二端口、所述开关管Sb的第二端口、所述第八二极管Dm的输入端口连接,所述第一电感Lb的的第一端口与所述所光伏组串PV的第二端口连接,所述第八二极管Dm的输出端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串PV的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第六功率开关管S6、第七功率开关管S7、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7,其中,所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第一端口、所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第一端口及所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第二端口、所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第二端口及所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第一端口与所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第一端口与所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容Ca、第三电容Cb、第四电容Cc、第二电感La、第三电感Lb、第四电感Lc,其中,所述第二电容Ca的第一端口与所述第二电感La的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容Cb的第一端口与所述第三电感Lb的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容Cc的第一端口与所述第四电感Lc的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感La的第二端口、第三电感Lb的第二端口、第四电感Lc的第二端口分别并入相应的交流电网。
具体地,本发明实施例中的电流源逆变器是一种直流电流源输入的两级式三相电流源逆变器,它是在图4所示的直流电流源输入的单级式三相电流源逆变器的基础上,在光伏组串的直流电流源输入与三相逆变桥臂之间增加直流Boost升压变换器,直流升压变换器由开关管Sb、二极管Dm、及储能电感Lb构成,并且无需传统Boost变换器的直流母线电容,逆变电路与MCU数字控制策略与图4所示的直流电流源输入的单级式三相电流源逆变器相似。
其具体的三相电流源光伏逆变器的SPWN调制策略示意图请参阅图4-1所示的调制策略,本实施例不做赘述。
可以看出,本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
请参阅图9,图9是本发明第七实施例提供的一种电流源逆变器系统的接线示意图,如图9所示,所述光伏组串PV包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容、第一电感Lb、开关管、第一二极管Db以及第八二极管Dm,其中,所述第一电容的输入端口与所述光伏组串PV的第一端口连接,所述第一电容的输出端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Lb的的第一端口与所述光伏组串PV的第二端口连接,所述第一电感Lb的的第二端口与所述开关管的第二端口、所述第一二极管Db的输出端口、所述第八二极管Dm的输入端口连接,所述第八二极管Dm的输出端口连接与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述开关管的第一端口与所述第一二极管Db的输入端口、所述所述光伏组串PV的第一端口连接,所述光伏组串PV的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第六功率开关管S6、第七功率开关管S7、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7,其中,所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第一端口、所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第一端口及所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第二端口、所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第二端口及所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管S2与第二二极管D2并联连接的第一端口与所述第三功率开关管S3与第三二极管D3并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管S4与第四二极管D4并联连接的第一端口与所述第五功率开关管S5与第五二极管D5并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管S6与第六二极管D6并联连接的第一端口与所述第七功率开关管S7与第七二极管D7并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容Ca、第三电容Cb、第四电容Cc、第二电感La、第三电感Lb、第四电感Lc,其中,所述第二电容Ca的第一端口与所述第二电感La的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容Cb的第一端口与所述第三电感Lb的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容Cc的第一端口与所述第四电感Lc的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感La的第二端口、第三电感Lb的第二端口、第四电感Lc的第二端口分别并入相应的交流电网。
具体地,本发明实施例中的电流源逆变器是一种直流电压源输入的两级式三相电流源逆变器,它是在图5所示的直流电压源输入的单级式三相电流源逆变器的基础上,在光伏组串或其他直流电源提供的直流电压源输入与三相逆变桥臂之间增加直流Boost升压变换器,直流升压变换器由开关管Sb、二极管Dm、及储能电感Lb构成,并且无需传统Boost变换器的直流母线电容,逆变电路与MCU数字控制策略与图5所示的直流电压源输入的单级式三相电流源逆变器相似。
其具体的三相电流源光伏逆变器的SPWN调制策略示意图请参阅图4-1所示的调制策略,本实施例不做赘述。
可以看出,本发明实施例中,光伏组串提供的直流电流经过直流储能电路的电感器滤波,采用功率二极管实现续流,以稳定的直流电流输入给逆变桥臂电路,控制器经过SPWM调制得到的开关驱动信号把输入给逆变桥臂电路的直流电流输入转换为交流电流SPWM方波输出,再经过电容器与电感器构成的交流滤波电路滤除高频纹波后得到正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。这种电流源逆变器无需使用直流母线电容器,也无需直流母线电压控制,通过重新构造逆变器的系统架构,应用于光伏发电技术中有利于提升光伏发电系统的发电量和工作效率,同时降低系统成本。
请参阅图10,图10是本发明第八实施例提供的电流源逆变器系统构成的多级并联光伏发电系统的接线示意图,如图10所示,由n个具有独立光伏组串电流源输入的三相电流源光伏并网逆变器构成三相多机并联光伏发电系统,n个三相电流源光伏逆变器分别采用独立的调制策略。每个三相电流源逆变器的输出为电流源特性,多机并联能力强,从而无需专用并机通讯信号与通讯线缆,提高光伏系统的可靠性。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图11,图11是本发明第九实施例提供的一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图,如图11所示,单台三相电流源光伏并网逆变器内部由n个具有独立光伏组串电流源输入的单级式三相电流源逆变及相应的交流滤波电路构成,并且采用同一套MCU软件控制与调制策略,从而完成光伏并网发电及多路MPPT跟踪功能。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图12,图12是本发明第十实施例提供的另一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图,如图12所示,单台三相电流源光伏并网逆变器内部由n个具有独立光伏组串电流源输入的单级式三相电流源逆变电路构成,并且采用同一套总交流滤波电路、及MCU软件控制与调制策略,从而完成光伏并网发电及多路MPPT跟踪功能。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图13,图13是本发明第十一实施例提供的另一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图,如图13所示,单台三相电流源光伏并网逆变器内部由n个具有独立光伏组串电流源输入的两级式三相电流源逆变及相应的交流滤波电路构成,两级式三相电流源逆变器由直流Boost升压变换器与DC/AC逆变电路组成,并且采用同一套MCU软件控制与调制策略,从而完成光伏并网发电及多路MPPT跟踪功能,同时光伏组串的直流输入电压可以更宽。另外,电流源输入可改换为电压源输入、Boost升压变换器可改换为其他隔离或非隔离型的DC/DC变换器、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图14,图14是本发明第十二实施例提供的另一种单台电流源逆变器系统内部的多路MPPT结构的接线示意图,如图14所示,单台三相电流源光伏并网逆变器内部由n个具有独立光伏组串电流源输入的直流Boost升压变换器、及同一套单级式三相电流源逆变及交流滤波电路构成,并且采用同一套MCU软件控制与调制策略,从而完成光伏并网发电及多路MPPT跟踪功能,同时光伏组串的直流输入电压可以更宽。另外,电流源输入可改换为电压源输入、Boost升压变换器可改换为其他隔离或非隔离型的DC/DC变换器、三相逆变器也改换改为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图15,图15是本发明第十三实施例提供的一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图,如图15所示,单个光伏组串电流源输入时三相电流源光伏并网逆变器内部由n个单级式三相电流源逆变及相应的交流滤波电路构成,并且采用同一套MCU软件控制与移相调制策略,从而完成光伏并网发电及交错并联功能。这种交错并联方式可减小输入、输出电流纹波,从而降低磁性器件损耗、提高系统工作效率。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图16,图16是本发明第十四实施例提供的另一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图,如图16所示,单个光伏组串电流源输入时三相电流源光伏并网逆变器内部由n个单级式三相电流源逆变电路构成,并且采用同一套总交流滤波电路、及MCU软件控制与移相调制策略,从而完成光伏并网发电及交错并联功能。这种交错并联方式可减小输入、输出电流纹波,同时还可以实现输出的多电平工作,从而进一步降低磁性器件损耗、提高系统工作效率。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图17,图17是本发明第十五实施例提供的又一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图,如图17所示,单个光伏组串电流源输入时三相电流源光伏并网逆变器内部由n个两级式三相电流源逆变及相应的交流滤波电路构成,两级式三相电流源逆变器由直流Boost升压变换器与DC/AC逆变电路组成,并且采用同一套MCU软件控制与移相调制策略,从而完成光伏并网发电及交错并联功能。这种交错并联方式可减小输入、输出电流纹波,从而降低磁性器件损耗、提高系统工作效率。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图18,图18是本发明第十六实施例提供的再一种单个光伏组串时的电流源逆变器系统交错并联的接线示意图,如图18所示,单个光伏组串电流源输入时三相电流源光伏并网逆变器内部由n个直流Boost升压变换器、及同一套单级式三相电流源逆变及交流滤波电路构成,并且采用同一套MCU软件控制与移相调制策略,从而完成光伏并网发电及交错并联功能。这种交错并联方式可减小输入电流纹波,从而降低磁性器件损耗、提高系统工作效率。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器也可改换为单相逆变器,而具有相似的系统功能与性能。
请参阅图19,图19是本发明第十七实施例提供的电流源逆变器系统耦合电感结构的接线示意图,如图19所示,单个光伏组串电流源输入时三相电流源光伏并网逆变器内部由n个单级式三相电流源逆变及相应的交流滤波电路构成,并且采用同一套MCU软件控制与移相调制策略,同时n个直流储能电感器与交流滤波电感器使用耦合电感结构,从而完成光伏并网发电及交错并联与耦合电感功能。这种方式可减小输入、输出电流纹波、及减小磁性器件的重量与体积,从而降低磁性器件损耗、提高系统工作效率。另外,电流源输入可改换为电压源输入、三相逆变器可改换为单相逆变器,或者单个光伏组串电流源逆变器结构也可改换为单台三相电流源光伏并网逆变器内部的多个电流源逆变电路,而具有相似的系统功能与性能。
其中,本发明第四实施例及第五实施例中的电流源逆变器系统,也可应用于图10至图19所示的结构中,本发明实施例不做任何限制。
另外,本发明实施例还提供了一种光伏发电装置,其特征在于,包括如本发明图3至图19所示的任意一实施例所述的电流源逆变器系统。其中,所述逆变装置用于使用电流源逆变器系统的应用中,所述逆变装置包括以下一种或几种:光伏发电装置、不间断电源、变频电源及通信逆变器。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种电流源逆变器系统,其特征在于,包括:直流储能电路、逆变桥臂电路、交流滤波电路、控制器,其中,所述直流储能电路与光伏组串电连接,所述直流储能电路与所述逆变桥臂电路电连接,所述逆变桥臂电路与所述交流滤波电路电连接,所述控制器与所述逆变桥臂电路电连接,所述控制器用于控制所述逆变桥臂电路的工作;
其中,所述直流储能电路将所述光伏组串提供的直流电流进行储能、滤波形成稳定的直流电流,并将所述稳定的直流电流输入给所述逆变桥臂电路,所述逆变桥臂电路将所述稳定的直流电流转换为交流电流、并输出给所述交流滤波电路,所述交流滤波电路将所述交流电流转换为正弦波电流,最终并入交流电网实现光伏并网发电。
2.如权利要求1所述的电流源逆变器系统,其特征在于,
所述控制器具体用于实现基于正弦脉宽调制得到的功率开关管驱动信号控制所述逆变桥臂电路,以将由所述直流储能电路输入的稳定的直流电流转换为交流电流输出。
3.如权利要求2所述的电流源逆变器系统,其特征在于,
所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管和第一电感,其中,所述第一二极管的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一二极管的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
4.如权利要求2所述的电流源逆变器系统,其特征在于,
所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容和第一电感,其中,所述第一电容的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一电容的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
5.如权利要求2所述的电流源逆变器系统,其特征在于,
所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管和第一电感,其中,所述第一二极管的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一二极管的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管,其中,所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口与所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第二电感、第三电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第二电容的第二端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口连接所述交流电网。
6.如权利要求2所述的电流源逆变器系统,其特征在于,
所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容和第一电感,其中,所述第一电容的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一电容的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管,其中,所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口与所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第二电感、第三电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第二电容的第二端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口连接所述交流电网。
7.如权利要求2所述的电流源逆变器系统,其特征在于,
所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一二极管、第一电感、第八二极管、开关管,其中,所述第一二极管的输入端口与所述光伏组串的第一端口、所述开关管的第一端口连接,所述第一二极管的输出端口与所述第一电感的的第二端口、所述开关的第二端口、所述第八二极管的输入端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述所光伏组串的第二端口连接,所述第八二极管的输出端口与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
8.如权利要求2所述的电流源逆变器系统,其特征在于,
所述光伏组串包括N个串联的光伏组件;
所述直流储能电路包括第一电容、第一电感、开关管、第一二极管以及第八二极管,其中,所述第一电容的输入端口与所述光伏组串的第一端口连接,所述第一电容的输出端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第一端口与所述光伏组串的第二端口连接,所述第一电感的的第二端口与所述开关管的第二端口、所述第一二极管的输出端口、所述第八二极管的输入端口连接,所述第八二极管的输出端口连接与所述逆变桥臂电路的第一端口连接,所述开关管的第一端口与所述第一二极管的输入端口、所述光伏组串的第一端口连接,所述光伏组串的第一端口与所述逆变桥臂电路的第二端口连接;
所述逆变桥臂电路包括第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管,其中,所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第一端口、所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第一端口及所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第一端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第一端口;所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第二端口、所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第二端口及所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第二端口连接,连接节点为所述逆变桥臂电路的第二端口;
所述第二功率开关管与第二二极管并联连接的第一端口与所述第三功率开关管与第三二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第一端口连接;所述第四功率开关管与第四二极管并联连接的第一端口与所述第五功率开关管与第五二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第二端口连接;所述第六功率开关管与第六二极管并联连接的第一端口与所述第七功率开关管与第七二极管并联连接的第二端口、所述交流滤波电路的第三端口连接;
所述交流滤波电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第二电感、第三电感、第四电感,其中,所述第二电容的第一端口与所述第二电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第一端口;所述第三电容的第一端口与所述第三电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第二端口;所述第四电容的第一端口与所述第四电感的第一端口连接,连接节点为所述交流滤波电路的第三端口;所述第二电感的第二端口、第三电感的第二端口、第四电感的第二端口分别并入相应的交流电网。
9.如权利要求3、4、7、8中任一项所述的电流源逆变器系统,其特征在于,所述控制器具体用于控制所述电流源逆变器系统中所述逆变桥臂电路的功率开关管采用120°轮换导通工作模式,任意桥臂上、下管1/3区间为高频开关、2/3区间为低频工作,任意时刻只有一相桥臂高频工作、其他两相桥臂低频工作,以将由所述直流储能电路输入的稳定的直流电流转换为交流电流输出。
10.一种逆变装置,其特征在于,包括如权利要求1-9任意一项所述的电流源逆变器系统。
11.如权利要求10所述的逆变装置,其特征在于,所述逆变装置用于使用电流源逆变器系统的应用中,所述逆变装置包括以下一种或几种:光伏发电装置、不间断电源、变频电源及通信逆变器。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107749720A (zh) * 2017-10-23 2018-03-02 胡炎申 一种混合开关三相逆变器
CN107769604A (zh) * 2017-09-11 2018-03-06 廊坊英博电气有限公司 一种逆变器
CN107947617A (zh) * 2017-10-23 2018-04-20 胡炎申 一种混合开关单相逆变器
CN110011294A (zh) * 2019-05-05 2019-07-12 珠海格力电器股份有限公司 电压补偿电路及其控制方法和空调驱动系统
CN115134189A (zh) * 2022-07-16 2022-09-30 超同步股份有限公司 一种总线切换电路、方法以及电子设备
WO2023272574A1 (zh) * 2021-06-30 2023-01-05 华为数字能源技术有限公司 一种光伏系统、快速关断方法及光伏逆变器

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017131042A1 (de) * 2017-12-21 2019-06-27 Sma Solar Technology Ag Umrichter mit mindestens einem wandlermodul mit drei brückenzweigen, verfahren zum betreiben und verwendung eines solchen umrichters
CN110600833A (zh) * 2019-09-06 2019-12-20 上海伊控动力系统有限公司 一种电动汽车车载电池包自加热系统
CN113364314B (zh) * 2021-04-26 2024-02-06 湖南大学 单级式三相3mppt型光伏逆变器及其控制策略
CN114725544A (zh) * 2022-03-28 2022-07-08 华为数字能源技术有限公司 电池管理系统及电池系统
CN115459620B (zh) * 2022-09-28 2024-05-07 杭州铂科电子有限公司 一种新型功率变换器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3818831B2 (ja) * 2000-06-15 2006-09-06 シャープ株式会社 系統連系インバータ装置
CN101615899A (zh) * 2009-07-16 2009-12-30 福州大学 单相电流源并网逆变器的非线性脉宽调制控制装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08266038A (ja) * 1995-03-24 1996-10-11 Nippon Electric Ind Co Ltd 昇圧チョッパ回路
CN102158107B (zh) * 2011-03-09 2013-07-03 福州大学 单级单相大升压比电流型逆变器
CN202616801U (zh) * 2012-03-29 2012-12-19 东南大学 一种基于电流逆变器的光伏/蓄电池混合型分布式发电系统
CN103684030A (zh) * 2013-12-30 2014-03-26 广东三祝科技有限公司 一种新型高性能并网光伏逆变器
CN103997238B (zh) * 2014-05-05 2016-08-17 南京航空航天大学 一种双Boost逆变器的半周期调制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3818831B2 (ja) * 2000-06-15 2006-09-06 シャープ株式会社 系統連系インバータ装置
CN101615899A (zh) * 2009-07-16 2009-12-30 福州大学 单相电流源并网逆变器的非线性脉宽调制控制装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769604A (zh) * 2017-09-11 2018-03-06 廊坊英博电气有限公司 一种逆变器
CN107769604B (zh) * 2017-09-11 2024-04-19 廊坊英博电气有限公司 一种逆变器
CN107749720A (zh) * 2017-10-23 2018-03-02 胡炎申 一种混合开关三相逆变器
CN107947617A (zh) * 2017-10-23 2018-04-20 胡炎申 一种混合开关单相逆变器
CN110011294A (zh) * 2019-05-05 2019-07-12 珠海格力电器股份有限公司 电压补偿电路及其控制方法和空调驱动系统
CN110011294B (zh) * 2019-05-05 2024-05-24 珠海格力电器股份有限公司 电压补偿电路及其控制方法和空调驱动系统
WO2023272574A1 (zh) * 2021-06-30 2023-01-05 华为数字能源技术有限公司 一种光伏系统、快速关断方法及光伏逆变器
CN115134189A (zh) * 2022-07-16 2022-09-30 超同步股份有限公司 一种总线切换电路、方法以及电子设备

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