[发明专利]一种逆变装置、方法以及逆变并网发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及并网发电技术领域，特别涉及一种逆变装置、方法以及逆变并网发电系统。

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。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。

目前，传统的太阳能逆变器系统分为两级式逆变器系统和单级式逆变器系统；参见图1，两级式逆变器系统包括：桥式逆变器及升压电路，该桥式逆变器为三相逆变桥，包括三个桥臂，每个桥臂具有相同的结构；升压电路将输入的太阳能直流电压提升后，提供桥式逆变器正常工作时所需电压的直流电能，用于防止太阳能直流电压过低时，桥式逆变器无法正常工作。参见图2，单级式逆变器系统包括：桥式逆变器，该桥式逆变器为三相逆变桥，包括三个桥臂，每个桥臂具有相同的结构，直接将输入的太阳能直流电压提供给桥式逆变器。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在两级式逆变器中，当逆变器的输入直流电压（如太阳能电池板）较低时，必须通过升压电路升压，然后再经过逆变桥逆变并网，由于升压电路升压变换器的存在，必然降低了系统的整体效率；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。

在单级式逆变器中，由于逆变电路仅有降压控制功能，其输出的交流电压峰值必须小于输入其的直流电压幅值，因此，限制了逆变器的输出电压和工作范围。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种逆变装置、方法以及应用其的太阳能光伏并网系统。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种逆变装置，所述逆变装置包括：第一电容、第二电容、反压电路以及桥式逆变器，其中，所述桥式逆变器包括至少一个桥臂；

所述反压电路，用于当输入直流电压达到预设的阈值，断开所述反压电路；当输入直流电压低于所述预设的阈值，导通所述反压电路并产生负电压；

所述桥式逆变器，用于当输入直流电压达到预设的阈值时，断开所述反压电路，通过所述输入直流电压分别对所述第一电容和所述第二电容充电，经过桥式逆变电路产生常规三电平的交流电；当输入直流电压低于所述阈值时，导通所述反压电路并产生负电压，通过所述反压电路对所述第二电容充电以及通过所述输入直流电压对所述第一电容充电，经过桥式逆变电路产生不对称三电平的交流电；

所述第一电容，与所述第二电容串联，用于当输入直流电压达到预设的阈值时，通过所述输入直流电压对所述第一电容进行充电，以便产生常规三电平的交流电；当输入直流电压低于所述阈值时，通过所述输入直流电压对所述第一电容充电，以便产生不对称三电平的交流电；

所述第二电容，与所述第一电容串联，用于当输入直流电压达到预设的阈值时，通过所述输入直流电压对所述第二电容进行充电，产生常规三电平的交流电；当输入直流电压低于所述阈值时，导通所述反压电路并产生负电压对第二电容充电，以便产生不对称三电平的交流电。

第二方面，提供了一种基于第一方面中所述的逆变装置的逆变方法，所述方法包括：

当输入直流电压达到预设的阈值时，断开反压电路，所述输入直流电压对第一电容和第二电容充电，经过桥式逆变电路产生常规三电平的交流电；

当所述输入直流电压低于所述阈值时，导通所述反压电路产生负电压并对第二电容充电，所述输入直流电压对所述第一电容充电，经过桥式逆变电路产生不对称三电平的交流电。

第三方面，提供了一种逆变并网发电系统，所述系统包括：权利要求1～5任一项所述的逆变装置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过当输入直流电压达到预设的阈值时，断开反压电路，输入直流电压对第一电容和第二电容充电，经过桥式逆变电路产生常规三电平的交流电；当输入直流电压低于阈值时，导通反压电路产生负电压并对第二电容充电，输入直流电压对第一电容充电，经过桥式逆变电路产生不对称三电平的交流电，使得在输入直流电源电压较低时，升压电路和直流电源可以同时向逆变器提供直流电能，保证了逆变器的输出电压和工作范围，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或其他直流输入并网发电系统中时，能显著提高整个系统的效率。

附图说明