[实用新型]用于光伏并网逆变器的功率解耦电路

说明书

技术领域

本实用新型的技术方案涉及交流干线或交流配电网络的电路装置，具体地说是用于光伏并网逆变器的功率解耦电路。 

背景技术

在单相光伏并网逆变器中，为使逆变器的输出功率因数接近1，需要控制逆变器的输出电流波形为正弦波形且与电网电压同相位，这使得逆变器的输出功率为两倍于电网频率的脉动功率。这个脉动功率会在直流母线上产生低频纹波，进而引起光伏阵列的电压和电流的波动。然而，为了最大限度地利用光伏阵列所发出的能量，必须使光伏阵列充分接近其最大功率点运行。为了限制在直流母线上产生的低频纹波，现有的解决方法是在光伏阵列两端并联大的解耦电容，对于400V的直流母线电压来说，解耦电容一般为0.5mF/kW。这无疑增加了逆变器的体积和成本。为了减小所需解耦电容的容量，人们已经提出了多种功率解耦方法。 

文献《Utility-connected power converter for maximizing power transfer from a photovoltaic source while drawing ripple-free current》提出的方法增大了母线电容的电压波动幅度，使器件的耐压增大，从而对高耐压电容的选择带来困难，并且器件的寿命也会降低。文献《DC bus regulation strategy for grid-connected V power generation system》提出的方法是将一个电感和一个电容串联之后，再并联在直流母线上，利用LC串联谐振的方法可以有效减小母线的电压波动。这种解耦方法的L和C的取值很大，并且其产生的谐振电流存在大幅度波动，给系统增加了不稳定性，并且这种方法不适用于小功率场合。CN101841252A公开了一种主动能量解耦的光伏并网逆变器，利用两个反激变换器并联电容的方式，其装置的结构复杂、体积大和成本高；CN102522766A披露了一种带有功率解耦电路的反激式微型光伏并网逆变器及其控制方法，该逆变器的结构复杂，需要三个开关管，增加了控制复杂程度，也增大了解耦回路的体积；CN102638059A报道了单相光伏并网发电系统功率解耦电路及其控制方法，该电路的解耦部分位于全桥逆变和并网滤波器之间，对并网滤波器的设计要求和成本均较高。 

总之，现有的单相光伏并网逆变器装置中，仍存在需要较大容量和较大体积的解耦电容、结构复杂、体积大和成本高的缺陷。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供用于光伏并网逆变器的功率解耦电路，可以 保障直流母线电压稳定在400V左右，克服了现有的光伏并网逆变器装置中需要较大容量和较大体积的解耦电容、结构复杂、体积大和成本高的缺陷。 

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：用于光伏并网逆变器的功率解耦电路，由一个滤波电容器、一个电感、解耦电容器A、解耦电容器B、开关管A和开关管B组成；其中，解耦电容器A和解耦电容器B串联后与滤波电容器并联，开关管A和开关管B串联后的开关管A的集电极连接于解耦电容器A和解耦电容器B串联后与滤波电容器并联部分的正极节点上，该正极节点在一条直流母线上，开关管A和开关管B串联后的开关管B的发射极联接于解耦电容器A和解耦电容器B串联后与滤波电容器并联部分的负极节点上，该负极节点则在另一条直流母线上，解耦电容器A和解耦电容器B串联的中间节点通过电感连接在开关管A发射极和开关管B集电极的连接点上。 

上述用于光伏并网逆变器的功率解耦电路，所述滤波电容器的电容量为22μF和耐压是400V，电感的电感值为2mH，解耦电容器A的电容量为22μF和耐压是172V，解耦电容器B的电容量为136μF和耐压是320V，开关管A和开关管B均采用绝缘栅双极型晶体管IKP15N65H5。 

上述用于光伏并网逆变器的功率解耦电路，其中所涉及到的开关管、电容器、电感都是公知的，所有元器件都可以通过商购等公知途径获得，所有元器件的连接也都是本技术领域的技术人员所熟知的线路连接方法。