[实用新型]一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置，属于新能源发电与智能电网领域。

背景技术

近年来，随着能源危机和环境污染的加剧，太阳能等可再生能源作为替代能源已经得到广泛应用。太阳能经由发电装置转化为电能，再通过电力电子装置进行电能变换使之符合相关标准；变换后的电能可直接提供给负载，也可并入主干电网。逆变器就是完成能量变换所需的最常用的电力电子装置。然而桥式逆变器开关管的寄生二极管的反向恢复电流大，导致很大的开关损耗，限制了开关频率的提高。此外，桥式逆变器还存在桥臂直通的问题，大大降低了逆变器的可靠性。

为了提高逆变器的可靠性，主要有以下两类方法：（1）采用反向恢复电荷小的开关器件来减小桥式逆变器续流二极管的反向恢复损耗；（2）采用没有直通问题的逆变器，如Z源逆变器和双Buck逆变器。由于Z源逆变器电感大、控制复杂以及功率密度和转换效率低，在功率密度和变换效率要求高的机载应用场合，目前仍未见应用。双Buck逆变器的桥臂是开关管与二极管串联的结构，反向恢复过程短，电磁干扰小；且两个开关管之间有较大的电感，因此不存在桥臂直通的问题，可靠性高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，发明了一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置，Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪；双Buck逆变器采用三电感双Buck逆变器，交流滤波电感正负半周期交替运行提高了滤波电感磁芯的利用率，有效地减小了整个光伏发电装置的体积重量；两个直流滤波电感进一步提高磁性元件的利用率，同时还减小逆变器的附加损耗，从而提高了光伏发电的效率和可靠性。

本实用新型的技术方案为：一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置，包括光伏阵列、Boost升压电路、三电感双Buck逆变器，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为负载供电；Boost升压电路包括光伏侧储能电容C₀、Boost升压电感L₀、Boost升压电路开关器件S₀、Boost升压电路二极管D₀、直流侧储能电容C₁和C₂；三电感双Buck逆变器包括开关器件S₁及其反并联二极管D_S1、开关器件S₁的结电容C_S1、开关器件S₂及其反并联二极管D_S2、开关器件S₂的结电容C_S2、二极管D₁及其结电容C_D1、二极管D₂及其结电容C_D2、直流滤波电感L_dc1和L_dc2、交流滤波电感L_ac、滤波电容C_f、负载；光伏阵列与光伏侧储能电容C₀并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L₀相连，Boost升压电感L₀另一端与Boost升压电路开关器件S₀的集电极、Boost升压电路二极管D₀的阳极相连，Boost升压电路二极管D₀的阴极与直流侧储能电容C₁的一端、开关器件S₁的集电极、反并联二极管D_S1的阴极、二极管D₂的阴极相连，直流侧储能电容C₁的另一端与直流侧储能电容C₂的一端相连并接地，直流侧储能电容C₂的另一端与Boost升压电路开关器件S₀的发射极、二极管D₁的阳极、滤波电容C_f的一端、开关器件S₂的发射极、反并联二极管D_S2的阳极、光伏阵列输出负极相连，开关器件S₁的发射极与反并联二极管D_S1的阳极、二极管D₁的阴极、直流滤波电感L_dc1的一端相连，直流滤波电感L_dc1的另一端与直流滤波电感L_dc2的一端、交流滤波电感L_ac的一端相连，直流滤波电感L_dc2的另一端与二极管D₂的阳极、开关器件S₂的集电极、反并联二极管D_S2的阴极相连，交流滤波电感L_ac的另一端与滤波电容C_f的另一端相连，负载与滤波电容C_f并联连接，开关器件S₁的结电容C_S1接于开关器件S₁的集电极和发射极之间、开关器件S₂的结电容C_S2接于开关器件S₂的集电极和发射极之间、二极管D₁的结电容C_D1与二极管D₁并联连接、二极管D₂的结电容C_D2与二极管D₂并联连接。