[发明专利]一种宽范围双级式光伏逆变器及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电领域，特别是一种宽范围双级式光伏逆变器及其应用方法。

背景技术

随着世界能源格局的变更，光伏发电日益成为各国深入研究、大力发展的热点，如何充分利用光伏阵列所转换的能量，提高光伏转换效率，一直是光伏系统研究的重要方向；现在主流的光伏逆变器多采用最大功率点跟踪技术（MPPT）来实现太阳能的充分利用，即使光伏阵列始终工作在此时外部环境下的最大功率点，以便最优化利用太阳能。

在某些离网应用或者逆变器输出电压要求较低的情况下，为了追踪光伏阵列最大功率点，一般在直流输入前级增加一个Buck降压斩波电路构成两级拓扑结构，这导致了在光伏阵列输出电压本身就比较低时的电压利用率的严重降低，增加了功率损耗和电磁干扰；由于此Buck电路一直处于工作状态，不但增加了硬件成本，增大半导体的开关及通态损耗，也影响了电站的发电效率，降低了整个光伏系统的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种宽范围双级式光伏逆变器及其应用方法，能够实现大功率光伏逆变器的宽范围直流输入，提高光伏阵列直流电压利用率，通过提高交流输出电压，从而降低了交流电流和逆变器的损耗，也降低了交流线路损耗，即提高了整套光伏系统的发电效率，提高了电站的经济效益。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种宽范围双级式光伏逆变器，包括直流母线部、三相桥逆变器及交流滤波器，还包括Boost升压电路，所述Boost升压电路的正、负输入端分别接光伏阵列的正、负极，并将直流输入电压依次经过直流母线部、三相桥逆变器及交流滤波器后输出。

技术效果：本发明能够实现大功率光伏逆变器的宽范围直流输入，提高光伏阵列直流电压利用率，降低了电路功率损耗，提高了整套光伏系统的发电效率；可将交流输出电压提高一个等级，降低了功率器件、滤波设备、铜排、变压器等的电流等级，节省逆变器成本的同时也为电站创造更多效益。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述的宽范围直流输入双级式光伏逆变器拓扑结构，Boost升压电路的具体结构为：正输入端上串联有一电感且经过该电感后分别连接一快恢复二极管的阳极及一功率开关管的集电极，负输入端连接该功率开关管的发射极，正、负输入端之间设置有一充放电电容；

直流母线部中正、负母线的一端分别连接快恢复二极管的阴极及功率开关管的发射极，一直流支撑电容及一放电电阻并联设置在正、负母线之间，正、负母线的另一端接三相桥逆变器。

本发明还设计了一种宽范围直流输入双级式光伏逆变器拓扑结构的应用方法，当光伏阵列的输出电压较高时，Boost升压电路不工作，光伏阵列的直流电压直接进入三相桥逆变器，此时用三相桥逆变器实现MPPT功率跟踪；

当光伏阵列的最佳工作电压较低时，Boost电路开始工作，此时三相桥逆变器端电压比光伏阵列端电压高，用Boost升压电路实现MPPT功能，直流母线电压由三相桥逆变器进行稳压控制；

当光伏阵列的输入最佳工作电压较高时，Boost升压电路的损耗降为零。

本发明所设计的一种宽范围双级式光伏逆变器及其应用方法，能够实现大功率光伏逆变器的宽范围直流输入，提高光伏阵列直流电压利用率，通过提高交流输出电压，从而降低了交流电流和逆变器的损耗，也降低了交流线路损耗，即提高了整套光伏系统的发电效率，提高了电站的经济效益。

附图说明

图1为本发明所设计的宽范围双级式光伏逆变器。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供的一种宽范围双级式光伏逆变器，包括直流母线部、三相桥逆变器及交流滤波器，还包括Boost升压电路，所述Boost升压电路的正、负输入端分别接光伏阵列的正、负极，并将直流输入电压依次经过直流母线部、三相桥逆变器及交流滤波器后输出。

技术效果：本发明能够实现大功率光伏逆变器的宽范围直流输入，提高光伏阵列直流电压利用率，降低了电路功率损耗，提高了整套光伏系统的发电效率；可将交流输出电压提高一个等级，降低了功率器件、滤波设备、铜排、变压器等的电流等级，节省逆变器成本的同时也为电站创造更多效益。

前述的宽范围直流输入双级式光伏逆变器拓扑结构，Boost升压电路的具体结构为：正输入端上串联有一电感且经过该电感后分别连接一快恢复二极管的阳极及一功率开关管的集电极，负输入端连接该功率开关管的发射极，正、负输入端之间设置有一充放电电容；