[发明专利]逆变装置及应用其的太阳能光伏并网系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，尤其涉及逆变装置及应用其的太阳能光伏并网系统。

背景技术

随着常规能源枯竭、环境问题日益严重，太阳能光伏发电作为一项新兴清洁能源产业，发展十分迅速，每年以30％的增幅增长。

逆变装置是太阳能光伏发电与电网连接的桥梁，是太阳能光伏发电并网系统中必备的设备之一，用于将太阳能电池上产生的直流电转换为电网所需的交流电。

图1示出了现有技术使用的太阳能光伏发电并网系统的结构。该系统包括：太阳能电池板11、逆变装置12、滤波电路13、主控装置14及电网15。其中，逆变装置12包括：桥式逆变器16及升压电路17。

图1所示的桥式逆变器16为二电平三相逆变桥，包括三个桥臂(桥臂A、桥臂B及桥臂C)，每个桥臂具有相同的结构。桥臂A中：功率开关管T与功率开关管T′串联，且二极管D与功率开关管T并联，二极管D′与功率开关管T′并联，功率开关管T的源极用于输出交流电压/电流。三个桥臂输出的交流电压/电流经滤波电路滤波后并入电网。

升压电路17将太阳能电池板11的电压提升后，为母线X提供桥式逆变器16正常工作时所需电压的直流电能，用于防止太阳能电池板11的电压过低时，桥式逆变器16无法正常工作，其中，母线X是为逆变器16提供直流电压的线路。主控装置14用于向桥式逆变器16提供触发脉冲信号，以控制桥式逆变器16输出变换后的三相交流电能。

在使用上述太阳能光伏发电并网系统进行发电的过程中，由于二电平三相逆变器具有降压控制功能，其输出的交流电压峰值必须小于输入其的直流电压幅值，而输入的直流电压由升压电路来提供，因此，逆变器的输出电压和工作范围由升压电路所提供的直流电压来决定。从而，使得整个系统的能耗中升压电路能耗占的比例较高，导致整个系统的效率(系统的输出功率与输入功率之比)难以提高。

另外，在太阳能电池板的电压较高时，由于升压电路的存在，使得逆变器的母线电压升高，从而使得逆变器的开关损耗增加，导致整个系统的效率进一步降低。

发明内容

本发明的实施例提供一种逆变装置及应用其的太阳能光伏并网系统，能在保证逆变器正常工作的前提下，显著减小升压电路的能耗及逆变器的开关损耗。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种逆变装置，包括：桥式逆变器及升压电路，所述桥式逆变器包括至少一个桥臂，所述至少一个桥臂包括：第一至第三功率开关管及第一二极管；所述第一二极管及所述第一功率开关管构成补充支路，其中，所述第一二极管与所述第一功率开关管的源漏极正向串联；所述补充支路的电流输入端与所述升压电路的电压输出端电连接；所述第二功率开关管的漏极与所述升压电路的电压输出端电连接；所述第二功率开关管的源极、所述第三功率开关管的漏极、所述补充支路的电流输出端及交流输出端电连接；所述交流输出端用于向电网输出交流电压/电流；所述第三功率开关管的源极与直流电源的负极电连接；所述直流电源的正极与所述升压电路的电压输入端电连接；所述升压电路，用于在所述直流电源的电压小于所述桥式逆变器正常工作所需的电压时，使所述升压电路的电压输出端输出的电压不小于所述桥式逆变器正常工作所需的电压。

一种太阳能光伏并网系统，包括太阳能电池板、上述的逆变装置、滤波电路、主控装置及电网；所述逆变装置用于将所述太阳能电池板提供的直流电源通过所述主控装置的控制转换为交流电源，并通过连接在所述逆变装置及所述电网之间的滤波电路的滤波，将所述交流电源输送至所述电网。

本发明实施例提供的逆变装置及应用其的太阳能光伏并网系统中，由于在给逆变装置供电的直流电源的电压较低时，升压电路和直流电源可以同时直接向该逆变装置中的逆变器提供直流电能，使得逆变器工作在三电平逆变方式，不仅能降低升压电路的能耗，还能降低逆变器的开关损耗，从而在将该逆变装置应用到太阳能光伏并网系统中时，能显著提高整个系统的效率。

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，下面描述中的附图仅仅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为现有技术使用的太阳能光伏发电并网系统的结构框图；

图2为本发明实施例1提供的一种逆变装置的电路图；

图3A为现有技术中boost电路的电路图；