[实用新型]一种光伏并网逆变器电路拓扑结构

说明书

（一）     技术领域

    本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏并网逆变器电路拓扑结构。

（二）     背景技术

太阳能光伏并网逆变器是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频同相的交流电，并且实现既向负载供电，又向电网发电的设备。光伏并网逆变器主要由电力电子开关器件组成，以脉宽调制的形式向电网提供电能。现有光伏并网逆变器的主电路采用三相逆变加LC滤波的拓扑结构。该电路结构简单，但只适用于三相平衡电网，当三相电网存在不平衡时，由于三相电网不平衡电压，产生负序电压和负序电流，使得逆变器交流侧产生谐波，降低电网供电质量，同时影响逆变器正常运行，严重时造成电力电子开关器件损坏。现有研究虽然对该电路拓扑结构提出了许多控制算法对电网不平衡进行补偿，但控制算法复杂，往往需要大规模的集成电路来实现（如DSP、FPGA等），增加了系统的复杂性和设计难度，降低了系统可靠性。同时，由于逆变器的输出交流侧采用LC滤波，电抗器L往往体积笨重、发热高、功耗大，造成逆变器的效率低下。

因而现有光伏并网逆变器的电路拓扑结构，存在以下缺点和不足：

1、当三相电网不平衡时，逆变器交流侧产生谐波，降低电网供电质量，同时影响逆变器正常运行，严重时造成电力电子开关器件损坏；

2、虽然一些控制算法对电网不平衡提出了补偿方案，但控制算法复杂，增加了系统的复杂性和设计难度，降低了系统可靠性；

3、电抗器L体积笨重、发热高、功耗大，造成逆变器的效率低下。

（三）     发明内容

    本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种适用于平衡电网和不平衡电网且控制算法简单、成熟、稳定、可靠的光伏并网逆变器电路拓扑结构。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种光伏并网逆变器电路拓扑结构，其特征是：包括三个相互独立的H桥逆变单元，三个H桥逆变单元并联后与光伏电池阵列、保护二极管及直流电容连接组成电路，各H桥逆变单元分别连接滤波电容和单相逆变变压器，单相逆变变压器连接电网。

该光伏并网逆变器电路拓扑结构，H桥逆变单元采用SPWM控制方式，控制正弦波相差120度相位角。

本实用新型的有益效果是：该光伏并网逆变器电路拓扑结构，可适用于平衡电网和不平衡电网，控制算法简单、成熟、稳定、可靠，无需专门的大规模集成电路，同时输出滤波采用具有漏感的逆变变压器，省去了滤波电感，减小了设备的体积和重量。

（四）     附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型光伏并网逆变器电路拓扑结构的结构示意图。

图中，1光伏电池阵列，2保护二极管，3直流电容，8电网，9H桥逆变单元，10单相逆变变压器，11滤波电容。

（五）     具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。

图1中，该光伏并网逆变器电路拓扑结构，包括三个相互独立的H桥逆变单元9，三个H桥逆变单元9并联后与光伏电池阵列1、保护二极管2及直流电容3连接组成电路，各H桥逆变单元9分别连接滤波电容11和单相逆变变压器10，单相逆变变压器10连接电网8。光伏电池阵列1所发出的直流电经保护二极管2对直流电容3充电，保护二极管2的作用是防止光伏电池阵列1极性接反，若光伏电池阵列1的极性接反，则保护二极管2截止，防止对直流电容3反充电，造成直流电容3和H桥逆变单元9的损坏。直流电容3可以平滑光伏电池阵列输出电压的纹波和波动，并为H桥逆变单元9提供逆变所需的直流电能。直流电容3上的直流电经H桥逆变单元9进行DC/AC变换，变为与电网8相同频率的交流电。H桥逆变单元9采用SPWM控制方式，控制正弦波相差120度相位角。逆变后的并网电流经单相逆变变压器10和滤波电容11滤波并隔离后并入电网8，供电网8上的用户使用。由于采用三个H桥逆变单元9组合，采用该电路拓扑结构的光伏并网逆变器的每一相输出独立可调，可适用于平衡电网和不平衡电网，且控制算法简单、成熟、稳定、可靠。