[发明专利]一种中点电位续流的光伏并网单相逆变器拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相逆变器拓扑结构，尤其是涉及一种中点电位续流的光伏并 网单相逆变器拓扑结构。

背景技术

光伏并网逆变器要求效率高、成本低，能够承受光伏阵列输出电压波动大的不 良影响，而且其交流输出也要满足较高的电能质量。按照逆变器是否带有隔离变压 器可以分为隔离型和非隔离型。隔离型光伏逆变器实现了电网和电池板的电气隔 离，保障了人身和设备安全，但其体积大，价格高，系统变换效率较低。非隔离 光伏逆变器结构不含变压器，具有效率高、体积小、重量轻、成本低等诸多优势。

目前，非隔离光伏逆变器系统的最高效率可以达到98％以上。但是，变压 器的移除使得输入输出之间存在电气连接，由于电池板对地电容的存在，逆变器工 作时会产生共模漏电流，增大系统电磁干扰，影响进网电流的质量，危害人身和设 备安全。为了保证人身和设备安全，漏电流必须被抑制在一定的范围内。

现在市场上用于光伏发电系统的非隔离型逆变器大多数采用Heric或H5拓扑， 如图10所示为Heric结构拓扑图、图11为Heric结构拓扑图的驱动信号图、图12 为Heric结构拓扑图的共模电流的频谱分析图，Heric结构拓扑图虽然为电流提供 了续流回路，实现了交流侧或直流侧解耦。可是，这些拓扑在续流模态中，因为续 流回路电位处于悬浮状态，仍然会产生较大的漏电流。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种共模电压恒 定、共模特性好的中点电位续流的单相逆变器拓扑结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种中点电位续流的光伏并网单 相逆变器拓扑结构，包括依次连接的光伏阵列、钳位电容组、单相全桥逆变器、滤 波电路及电网，还包括双向钳位回路单元，所述的双向钳位回路单元所包括钳位回 路正单元和钳位回路负单元，所述的钳位回路正单元和钳位回路负单元均与所述的 钳位电容组和滤波电路连接。

所述的钳位电容组包括第一钳位电容和第二钳位电容，所述的第一钳位电容的 正极与所述的光伏阵列的正极连接，所述的第二钳位电容的负极与所述的光伏阵列 的负极连接，所述的第一钳位电容的负极与所述的第二钳位电容的正极连接。

所述的单相全桥逆变器包括第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT及第四IGBT， 所述的第一IGBT的发射极与第二IGBT的集电极连接，所述的第三IGBT的发射 极与第四IGBT的集电极连接，所述的第一IGBT的集电极与第三IGBT的集电极 连接且均与光伏阵列的正极连接，所述的第二IGBT的发射极与第四IGBT的发射 极连接且均与光伏阵列的负极连接。

所述的第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT及第四IGBT均反并联有二极管。

所述的滤波电路包括依次连接的第一滤波电感、滤波电容及第二滤波电感，所 述的第一滤波电感与所述的第一IGBT的发射极连接，所述的第二滤波电感与所述 的第四IGBT的集电极连接，所述的滤波电容两端与电网并联。

所述的钳位回路正单元包括相互连接的第一钳位二极管、第一IGBT模块和第 二IGBT模块，所述的钳位回路负单元包括相互连接的第二钳位二极管、第三IGBT 模块和第四IGBT模块，所述的第一钳位二极管和第二钳位二极管均与所述的钳位 电容组连接，所述的第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块及第四 IGBT模块均与所述的滤波电路连接。

所述的第一IGBT模块、第二IGBT模块、第三IGBT模块和第四IGBT模块 结构均相同，均为一IGBT反并联一二极管。

所述的第一IGBT模块和第二IGBT模块中的IGBT的集电极相互连接，并均 与所述的第一钳位二极管的阴极连接，所述的第一钳位二极管的阳极与所述的钳位 电容组连接，所述的第一IGBT模块中IGBT的发射极与所述的滤波电路连接，所 述的第二IGBT模块中IGBT的发射极与所述的滤波电路连接。

所述的第三IGBT模块和第四IGBT模块中的IGBT的发射极相互连接，并均 与所述的第二钳位二极管的阳极连接，所述的第二钳位二极管的阴极与所述的钳位 电容组连接，所述的第三IGBT模块中IGBT的集电极与所述的滤波电路连接，所 述的第四IGBT模块中IGBT的集电极与所述的滤波电路连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：