[实用新型]基于移相变压器的光伏发电并网系统DC/AC变换器

权利要求书

1.基于移相变压器的光伏发电并网系统DC/AC变换器，其特征是采用移相变压器与电网连接，移相变压器输出侧为Y形绕组[7]，与电网相连接，输入侧分别为Y形和△形两个绕组[5，6]，分别连接两个三相变流桥[3，4]，形成12脉波DC/AC变换器，采用对两个三相变流桥进行非对称电流的控制策略，分别按(1)式和(2)式的特定变换规律控制产生互不对称的，且相位也不相同的Y绕组[5]电流和△绕组[6]电流，使两绕组交流合成电流不包含6*2*k±1次谐波，其中，k＝1，2，…，使移相变压器输出侧Y形绕组[7]的电流为正弦波电流，按(1)式和(2)式的特定变换规律控制两个三相变流桥的输入电流波形是通过多电平直流电流控制及分配单元[2]实现的，为多电平合成的等增量台阶形三角波电流波形，△绕组三相变流桥输入电流波形与Y绕组三相变流桥输入电流波形相差30°，(1)式和(2)式如下： 

式中： 

I_BY：Y桥直流电流 

I_BΔ：Δ桥直流电流 

I_dc：太阳能极板电流 

k＝1，2，…… 。 

2.根据权利要求1所述的基于移相变压器的光伏发电并网系统DC/AC变换器，所述的多电平直流电流控制及分配单元[2]采用下述原理实现： 

(1)将直流电流均等分为m个支路，每个支路连接到两个可控开关，两个可控开关互补动作，构成互补开关对，分别连接到Y三相变流桥和Δ三相变 可控开关互补动作，构成互补开关对，分别连接到Y三相变流桥和Δ三相变流桥； 

(2)每隔30°/m切换一个互补开关对，使流入Y三相变流桥的电流增加一个支路量，同时也使流入Δ三相变流桥的电流减少一个支路量，经过m个30°/m区间，当所有支路电流都流入Y三相变流桥后，再使流入Y三相变流桥的电流每隔30°/m减少一个支路量，同时也使流入Δ三相变流桥的电流增加一个支路量，直到流入Y三相变流桥的电流减少到零，重复以上过程，就将直流电流按等增量台阶形三角波的规律分配给Y三相变流桥和Δ三相变流桥。 

3.根据权利要求2所述的基于移相变压器的光伏发电并网系统DC/AC变换器，还具有下述特性： 

该变换器交流输出电流谐波含量随多电平直流电流控制及合成单元的直流电流支路数m增大而减小，变换器输出交流电流THD与m的关系示于表1； 

表1.THD与m的关系表 

m 2 3 4 5 6 7 8 9 THD 7.77％ 5.25％ 3.99％ 3.28％ 2.77％ 2.45％ 2.20％ 2.02％

根据表1，当m≥6时，变换器的谐波值被限制在＜3％的范围内； 

晶闸管全控化，按等增量台阶形三角波电流施加给Y三相变流桥和Δ三相变流桥，导致了Y三相变流桥和Δ三相变流桥内开关器件的电流按设定的等增量台阶形三角波电流规律变化，当构成Y三相变流桥和Δ三相变流桥的开关器件为晶闸管时，施加等增量台阶形三角波电流开始时给晶闸管门极触发信号，晶闸管开通，在等增量台阶形三角波电流为零期间，晶闸管电流为零被强迫关断，即晶闸管开通受门极控制，电流为零关断控制由等增量 台阶形三角波电流提供，两者的结合使晶闸管可以作为全控开关使用，晶闸管的全控化使触发角移相范围变为-180°～180°，功率因数可超前、滞后连续调节，可实现功率因数为“1”的控制； 

运用软开关理念，在流入Y三相变流桥的电流为零的区间内，令Y三相变流桥的晶闸管换相，在流入Δ三相变流桥的电流为零的区间，令Δ三相变流桥的晶闸管换相，Y三相变流桥和Δ三相变流桥的晶闸管在电流为零的条件下换相，晶闸管在电流为零时关断，在电压为零时开通，无开关损耗，晶闸管工作频率50Hz。