[实用新型]基于多绕组高频磁耦合系统的光伏微逆发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏微型逆变器拓扑结构，特别是涉及一种基于多绕组高频磁耦合系统的光伏微逆发电系统。

背景技术

光伏逆变器作为光伏电池板发电并网过程中最重要的环节，其效率、成本、稳定性都是决定光伏行业能否蓬勃发展的重要因素。新型的并网逆变器拓扑可以提高太阳能利用效率，进而缩短成本回收周期，使得光伏逆变发电的大规模普及变得可能。

然而，在光伏逆变发电系统发电的过程中，由于每个光伏电池板安装不可避免的存在不同安装角度、不同面向角度，局部黑斑、阴影的影响，和污垢累计、老化程度、材料差异性等因素的影响造成的杂散参数的不同，从而导致光伏发电系统的各个光伏电池板的发电效率、最大功率点的不同。若采用集中式逆变的最大功率点跟踪，容易使光伏逆变发电系统失配导致整体输出功率的大幅度降低，甚至可能形成热斑导致光伏逆变发电系统中的组件受损。另一方面，光伏阵列不可避免的与地面之间存在分布电容，该电容在非隔离系统中会导致漏电流的产生，进而影响系统的安全性及电网的波形质量。

基于上述原因，采用工频进行隔离的分布式逆变器拓扑结构逐渐成为应用主流。虽然采用工频变压器的分布式逆变拓扑结构结构简单、抗冲击性能好，其也存在体积大、质量重、噪音高和效率低等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种基于多绕组高频磁耦合系统的光伏微逆发电系统，其能够允许对每个光伏电池板独立进行最大功率点跟踪。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于多绕组高频磁耦合系统的光伏微逆发电系统，包括并网系统、多个光伏电池板和一控制单元，其中

所述并网系统包括多个升压拓扑、多个母线电容、多个H桥逆变电路和一个多绕组变压器以及一个背靠背H桥逆变电路；所述光伏电池板的数量、所述升压拓扑的数量、所述母线电容的数量和所述H桥逆变电路的数量是一致的；

每个所述光伏电池板通过一个升压拓扑连接到一个母线电容；每个所述母线电容通过一个所述H桥逆变电路连接到所述多绕组变压器的一个原边绕组；所述多绕组变压器的副边绕组连接背靠背H桥逆变电路；

所述背靠背H桥逆变电路配置成其输出端与单相电网相连，其包括与所述副边绕组连接的第一H桥逆变电路、与单相电网相连的第二H桥逆变电路和连接所述第一H桥逆变电路与所述第二H桥逆变电路的直流母线电容；

所述控制单元配置成与所述并网系统之间进行信息交互。

可选地，所述第二H桥逆变电路通过电感接入所述单相电网。

可选地，所述多绕组变压器为多原边单副边变压器。

可选地，所述并网系统进一步包括电压电流检测单元，其连接每个所述光伏电池板的输出端。

可选地，所述并网系统进一步包括电压传感器，其连接所述母线电容两端。

可选地，每个所述H桥逆变电路中均具有四个开关器件。

可选地，所述控制单元包括模数转换电路、开关器件故障检测装置、数字信号微处理器、I/O接口、脉宽调制扩展模块和多个驱动电路；述模数转换电路、所述开关器件故障检测装置、所述I/O接口和所述脉宽调制扩展模块均与所述数字信号微处理器连接；所述脉宽调制扩展模块为现场可编程门阵列器件或复杂可编程逻辑器件；每个所述驱动电路连接所述脉宽调制扩展模块，每个所述驱动电路配置成驱动所述并网系统中相应的开关器件的导通或关断。

由于本实用新型的光伏微逆发电系统是基于多绕组高频磁耦合系统的，采用中、高频的多绕组变压器，因此其节省掉了体积大、重量大、成本高的传统多绕组工频变压器。显著地减小了光伏微逆发电系统的体积。

进一步地，由于本实用新型的光伏微逆发电系统采用的高频隔离单元结构可以实现电隔离，因而能够避免了漏电流的产生，提高了微型逆变器的安全性。

进一步地，由于本实用新型的光伏微逆发电系统采用的结构包括DC-DC变换器，可以独立控制单个光伏电池板的功率输出，易于使不同的光伏电池板分别实现最大功率跟踪。由于采用方波移相控制的磁耦合并网系统提高了电网侧输入功率因数和逆变器输出电压波形的质量，保证了电容电压平衡。

进一步地，由于本实用新型的光伏微逆发电系统体积小、重量轻、可靠性与电气隔离性能良好、发电效率高，因此能够适用于各类型光伏并网系统。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明