[实用新型]用于光伏并网系统的光伏逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于光伏并网系统的光伏逆变器，尤其是涉及一种采用碳化硅结型场效应功率晶体管作为逆变电路元件的低损耗光伏逆变器。

背景技术

随着全世界对能源、环保问题的重视，人们对绿色能源的期望越来越高，这就促进了可再生能源，尤其是太阳能及风能的开发利用。我国有着丰富的太阳能资源，年平均太阳能电力可达1700TWh，且以太阳能发电为基础的光伏发电系统安静、安全、无污染、安装简便、可靠性高，因此实现光伏发电系统与公用电网的并网运行具有重要的意义。

目前光伏系统中的逆变器大多采用工作在SPWM状态的全桥式逆变方案，因此需要SPWM脉冲发生器、同步锁相等诸多环节，所以控制比较复杂，可靠性不高，硬件成本高，而且全桥逆变电路中采用硅IGBT作为元件，其开关损耗较高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用碳化硅结型场效应功率晶体管作为逆变电路元件的低损耗光伏逆变器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于光伏并网系统的光伏逆变器，包括升压电路、逆变电路和控制电路，所述的升压电路的输入端连接光伏发电设备，升压电路的输出端并联一电容后连接逆变电路的输入端，所述的逆变电路的输出端连接电网，所述的控制电路连接逆变电路和电网，所述的逆变电路为全桥逆变电路，包括四个碳化硅结型场效应功率晶体管和并联在每个碳化硅结型场效应功率晶体管两端的二极管，所述的控制电路根据电网的电压得到给定电流信号，并将该给定电流信号与从逆变电路输出端采集到的跟踪电流信号一起作为输入信号，经处理后向逆变电路输出PWM信号，控制碳化硅结型场效应功率晶体管的通断。

所述的控制电路包括依次连接的滞环比较电路、分相控制电路和驱动电路，所述的给定电流信号和跟踪电流信号从滞环比较电路输入，经滞环比较输出一电平，该电平经分相控制后，在经由驱动电路产生用于控制逆变电路的PWM信号。

所述的逆变器的输出端串联一电感后连接电网。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、采用碳化硅结型场效应功率晶体管作为逆变电路元件，耐压高、通态电阻低、漏电流小、开关速度高、电流密度高、耐高温。

2、采用新的控制策略，即以电网的电压得到给定电流信号，并将该给定电流信号与从逆变电路输出端采集到的跟踪电流信号一起作为输入信号，经处理后向逆变电路输出PWM信号，控制算法简单可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型与传统的采用硅IGBT的逆变器的效率对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种用于光伏并网系统的光伏逆变器，包括升压电路2、逆变电路1和控制电路3，升压电路2的输入端连接光伏发电设备，升压电路2的输出端并联一电容C后连接逆变电路1的输入端，逆变电路1的输出端串联一电感L后连接电网，控制电路3连接逆变电路1和电网。

逆变电路1为全桥逆变电路，包括四个碳化硅结型场效应功率晶体管VS₁、VS₂、VS₃、VS₄，以及并联在每个碳化硅结型场效应功率晶体管两端的二极管，控制电路2包括依次连接的滞环比较电路31、分相控制电路32和驱动电路33。

本实用新型的基本原理为：

控制电路3根据电网的电压得到给定电流信号i_s^*，并将该给定电流信号i_s^*与从逆变电路1输出端采集到的跟踪电流信号i_s一起作为输入信号，经处理后向逆变电路1输出PWM信号，控制碳化硅结型场效应功率晶体管的通断。控制电路3中给定电流信号i_s^*和跟踪电流信号i_s先从滞环比较电路输入，经滞环比较输出一电平，该电平经分相控制后，在经由驱动电路产生用于控制逆变电路的PWM信号。逆变电路1输出端的电感L用于限制直流环电压U_d与电网侧电压e_s瞬时值的压差导致的冲击电流，使流入电网的电流是与电网电压同相位的正弦波电流。