CN204538715U - 有效抑制漏电流的光伏并网主电路 - Google Patents

有效抑制漏电流的光伏并网主电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种有效抑制漏电流的光伏并网主电路，为了解决现有单相并网逆变器由于电路拓扑及控制方法选择不当时致使输出共模电流过大的技术问题，采用的技术方法是逆变模块包括6个桥臂，输出模块包括电感L1、电感L2。达到的技术效果是单相并网逆变器的输出端有恒定的工模电压，在确保输出共模电流较小的同时，使单相并网逆变器的转换效率和性能达到较高的水平，同时使损耗降至最低。

Description

有效抑制漏电流的光伏并网主电路
技术领域
本实用新型涉及发电设备领域，具体是一种有效抑制漏电流的光伏并网主电路。
背景技术
当今，社会生产的发展与对能源的需求量成正比的关系，然而化石能源的减少将制约社会经济的可持续发展，因此对新能源的利用具有重大的意义。其中我国太阳能资源丰富，发展应用前景十分可观。
并网逆变器是光伏发电的核心环节，将直接影响整个发电系统的实用效果和经济效益。就当前而言，单相并网逆变器已逐步成为市场的主流。若这种逆变器的电路拓扑和控制方法选择不恰当，则会致使共模电压之和是一个变量，进而导致输出共模电流过大，对人身安全以及电网电能质量造成威胁。
实用新型内容    本实用新型的目的是提供一种有效抑制漏电流的光伏并网主电路，以解决现有技术单相并网逆变器由于电路拓扑及控制方法选择不当而造成的共模电压之和不恒定，变化较大，致使输出端共模电流较大的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
有效抑制漏电流的光伏并网主电路，其特征在于：包括直流稳压模块、逆变模块、输出模块，其中：
所述直流稳压模块由PV电池板及BOOST升压电路构成，直流电源正、负极之间连接有电容CPV；
所述逆变模块由开关管K1-K6、二极管D7、二极管D8构成，其中开关管K1的源极与开关管K5的漏极连接，开关管K5的源极与开关管K2的漏极连接，开关管K3的源极与开关管K6的漏极连接，开关管K6的源极与开关管K4的漏极连接，开关管K1的漏极与开关管K3的漏极共接后与直流稳压模块PV的正极连接，开关管K2的源极与开关管K4的源极共接后与直流稳压模块PV的负极连接，二极管D7的阳极与开关管K6源极、开关管K4漏极之间中点连接，二极管D7的阴极与开关管K1源极、开关管K5漏极之间中点连接，二极管D8的阳极与开关管K5源极、开关管K2漏极之间中点连接，二极管D8的阴极与开关管K3源极、开光管K6漏极之间中点连接；
所述输出模块包括电感L1和电感L2，电感L1一端与开关管K5源极、开关管K2漏极之间任一点A连接，电感L2一端与开关管K6源极、开关管K4漏极之间任一点B连接，电感L1和电感L2各自另一端作为输出端一一对应连接至市电的两端。
所述的有效抑制漏电流的光伏并网主电路，其特征在于：开关管K1上反向并联有二极管D1，开关管K2上反向并联有二极管D2，开关管K3上反向并联有二极管D3，开关管K4上反向并联有二极管D4，开关管K5上反向并联有二极管D5，开关管K6上反向并联有二极管D6。
所述的有效抑制漏电流的光伏并网主电路，其特征在于：开关管K1-K6均是绝缘栅双极型晶体管IGBT，或者均是金属-氧化层-半导体-场效晶体管MOSFET。
本实用新型的有益效果是：在单相并网逆变器中，各个元器件的选择及组合方式，使输出端的共模电压之和保持为一个常量，共模电流得到有效的抑制，同时提高了转换效率。
本实用新型的拓扑与单极性调制的全桥拓扑的交流输出相同，因而电流纹波较小，输出滤波电感上的损耗被降低。除此之外，H6桥的续流回路不经过与6个开关管反并联的6个二极管，稳定性增强。
附图说明
图 1 为本实用新型的电路原理示意图。
图 2 为本实用新型正半周导通时的电流回路示意图。
图 3 为本实用新型正半周续流时的电流回路示意图。
图 4 为本实用新型负半周导通时的电流回路示意图。
图 5 为本实用新型负半周续流时的电流回路示意图。
具体实施方式
如图1所示，有效抑制漏电流的光伏并网主电路，包括直流稳压模块、逆变模块、输出模块，其中：
直流稳压模块由直流电源PV构成，直流电源正、负极之间连接有电容CPV；
逆变模块由开关管K1-K6、二极管D7、二极管D8构成，其中开关管K1的源极与开关管K5的漏极连接，开关管K5的源极与开关管K2的漏极连接，开关管K3的源极与开关管K6的漏极连接，开关管K6的源极与开关管K4的漏极连接，开关管K1的漏极与开关管K3的漏极共接后与直流电源PV的正极连接，开关管K2的源极与开关管K4的源极共接后与直流电源PV的负极连接，二极管D7的阳极与开关管K6源极、开关管K4漏极之间中点连接，二极管D7的阴极与开关管K1源极、开关管K5漏极之间中点连接，二极管D8的阳极与开关管K5源极、开关管K2漏极之间中点连接，二极管D8的阴极与开关管K3源极、开光管K6漏极之间中点连接；
输出模块包括电感L1和电感L2，电感L1一端与开关管K5源极、开关管K2漏极之间任一点A连接，电感L2一端与开关管K6源极、开关管K4漏极之间任一点B连接，电感L1和电感L2各自另一端作为输出端一一对应连接至市电的两端。
开关管K1上反向并联有二极管D1，开关管K2上反向并联有二极管D2，开关管K3上反向并联有二极管D3，开关管K4上反向并联有二极管D4，开关管K5上反向并联有二极管D5，开关管K6上反向并联有二极管D6。
开关管K1-K6均是绝缘栅双极型晶体管IGBT，或者均是金属-氧化层-半导体-场效晶体管MOSFET。
本实用新型的具体实施方式：在市电电压为正半周时，开关管K1和K4的驱动信号相同，均是高频信号，开关管K5和K6的驱动信号相同，均是工频信号，开关管K5始终导通、开关管K6始终关断。当高频开关管开通时，电流从直流稳压模块PV的正极开始，流经开关管K1、K5、电感L1、交流负载或市电、电感L2、开关管K4，流回到直流稳压模块PV的负极，如图2所示。当高频开关管关断时，电感电流则流经电感 L1、交流负载或市电、电感L2、二极管D7、开关管K5，如图3所示。
在市电电压为负半周时，开关管K3和K2的驱动信号相同，均是高频信号，开关管K5和K6的驱动信号相同，均是工频信号，开关管K5始终关断、开关管K6始终导通。当高频开关管开通时，电流从直流稳压模块PV的正极开始，流经开关管K3、K6、电感L2、交流负载或市电、电感L1、开关管K2，流回到直流稳压模块PV的负极，如图4所示。当高频开关器件关断时，电感电流则流经电感 L2、交流负载或市电、电感L1、二极管D8、开关管K6，如图5所示。
在图2至图5中，开关管K1、K2、K3及K4均是工作在高频状态下，而开关管K5、K6均是工作在工频状态下，且开关管K1和K4的PWM驱动信号与开关管K2和K3的PWM驱动信号分别相等，开关管K1和K4的PWM驱动信号与开关管K2和K3的PWM驱动信号互补。
这种单相并网逆变器输出端的共模电压之和保持为一个常量，共模电流得到有效的抑制，同时提高了转换效率。

Claims (3)

1.有效抑制漏电流的光伏并网主电路，其特征在于：包括直流稳压模块、逆变模块、输出模块，其中：
所述直流稳压模块由PV电池板及BOOST升压电路构成，直流电源正、负极之间连接有电容CPV；
所述逆变模块由开关管K1-K6、二极管D7、二极管D8构成，其中开关管K1的源极与开关管K5的漏极连接，开关管K5的源极与开关管K2的漏极连接，开关管K3的源极与开关管K6的漏极连接，开关管K6的源极与开关管K4的漏极连接，开关管K1的漏极与开关管K3的漏极共接后与直流稳压模块PV的正极连接，开关管K2的源极与开关管K4的源极共接后与直流稳压模块PV的负极连接，二极管D7的阳极与开关管K6源极、开关管K4漏极之间中点连接，二极管D7的阴极与开关管K1源极、开关管K5漏极之间中点连接，二极管D8的阳极与开关管K5源极、开关管K2漏极之间中点连接，二极管D8的阴极与开关管K3源极、开光管K6漏极之间中点连接；
所述输出模块包括电感L1和电感L2，电感L1一端与开关管K5源极、开关管K2漏极之间任一点A连接，电感L2一端与开关管K6源极、开关管K4漏极之间任一点B连接，电感L1和电感L2各自另一端作为输出端一一对应连接至市电的两端。
2.根据权利要求1所述的有效抑制漏电流的光伏并网主电路，其特征在于：开关管K1上反向并联有二极管D1，开关管K2上反向并联有二极管D2，开关管K3上反向并联有二极管D3，开关管K4上反向并联有二极管D4，开关管K5上反向并联有二极管D5，开关管K6上反向并联有二极管D6。
3.根据权利要求1所述的有效抑制漏电流的光伏并网主电路，其特征在于：开关管K1-K6均是绝缘栅双极型晶体管IGBT，或者均是金属-氧化层-半导体-场效晶体管MOSFET。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106451482A (zh) * 2016-06-21 2017-02-22 江苏镇安电力设备有限公司 一种单相并网逆变器的无功补偿与电流无过零畸变的调制方法
CN108988675A (zh) * 2018-09-30 2018-12-11 华南理工大学 一种单相非隔离mosfet并网逆变器

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