[发明专利]光伏发电系统中耦合电感式双Boost逆变器电路

说明书

技术领域

本发明属电力电子与电工技术领域，特别涉及光伏发电系统中耦合电感式双 Boost逆变器电路。

背景技术

在本发明之前，现有的较低压直流逆变技术中，尤其是较低压光伏组件并网 发电中，主要有以下二种。

一种是单级逆变电路通过工频变压器升压方式并网，另一种是两级式即前级 DC-DC升压电路，后级是逆变器。前者中，当光伏组件电压较低时，工频变压 器升压比较大，原边电流较大，因此功率开关管功率损耗较大，同时变压器本身 产生功率损耗，导致系统转换效率较低，影响光伏发电利用率；后者中，采用两 级电路，系统转换效率不高，导致光伏发电利用率低下。由此可知，这两种方法 都不利于较低电压光伏组件下的中、小功率光伏电池高效的向电网发电。

发明内容

本发明目的在于克服上述缺陷，发明了一种光伏发电系统中耦合电感式双 Boost逆变器电路。

本发明的技术方案是：

发明的耦合电感式双Boost逆变器电路，其主要技术特征是由两个耦合电感 式Boost电路共用直流电源构成，交流输出取自两个耦合电感式Boost的输出电 容之间。

本发明的逆变电路本身的结构特点是两个耦合电感式Boost电路，Boost二 极管采用全控型器件开关管，使逆变电路能实现能量的四像限运行；由于采用了 耦合的电感，适当选取匝比，使得在较低输入电压时和较小占空比情况下Boost 电路也能输出较高的电压，因此发明的并网逆变器无需升压变压器，可以实现一 级并网发电。

本发明与现有技术相比，在较低压输入时，无需变压器升压，体积轻、效率 高、成本低，充分地利用了光伏发电的能量。发明的并网逆变器应用在较低压光 伏发电中，可以采用传统的闭环控制方式，用正弦波脉宽调制方式实现其4只开 关管的驱动信号，逻辑分配简单易实现。

本发明是针对当前较低压直流输入并网发电变换效率低的缺点，提出的耦合 电感式双Boost逆变器，具有升压能力，可实现单级并网发电。本发明的电路具 有结构简洁、设计成本低、效率高、可靠性高，当输入直流电压低，特别是光伏 组件电压较低时，可省去工频变压器并完成并网发电功能。本发明的电路特别适 用于光伏发电系统模块化，将之集成在光伏组件上以提高光伏发电的综合转换效 率，满足即插即用分布式发电系统要求。发明电路的开关管开关信号的调制方式 和控制方法都与传统的并网发电逆变器一样，控制简单易实现。

本发明的其他优点和效果将在下面继续说明。

附图说明

图1--本发明中耦合电感式双Boost逆变器电路示意图。

图2--本发明中耦合电感式双Boost逆变电路单级光伏并网发电系统示意 图。

图3--本发明中驱动时序示意图。

图4--本发明中[t₀～t₁]模态的等效电路示意图。

图5--本发明中[t₁～t₂]模态的等效电路示意图。

图6--本发明中[t₂～t₃]模态的等效电路示意图。

图7--本发明中[t₃～t₄]模态的等效电路示意图。

图1.中的符号名称：

L₁，L₂  耦合电感       L₃，L₄   耦合电感

V_L      电池电压       T₁～T₄   开关管

n₁      L₁的绕制匝数   D₁～D₄   开关管的体二极管

n₂      L₂的绕制匝数   C₂，C₃   输出滤波电容

n₃      L₃的绕制匝数   B₁       电池