[实用新型]一种非隔离型光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏并网逆变器，尤其涉及一种非隔离型光伏并网逆变器。

背景技术

目前，市场上的分布式光伏逆变器都采用效率高、重量轻、体积小、成本低，带DC/DC升压电路的无变压器型拓扑方式。直流输入经过DC/DC升压后具有MPPT跟踪电压范围大、多路输入独立MPPT跟踪的优点，可以适应城市、丘林地区等光照不均匀的场合，可以提高光伏系统的发电效率。

光伏逆变器中的DC/DC升压电路主要有两电平拓扑和三电平拓扑两种方式，三电平DC/DC较两电平，具有容量高、开关损耗和二极管反向恢复损耗低、开关器件承受电压应力低、电感量设计小、整体方案成本低等诸多优势；另外三电平DC/DC可以通过调节上下两个开关管的占空比对中点电位进行平衡控制输出，可以解决逆变电路的中点电压平衡问题，因此，三电平DC/DC在分布式非隔离型逆变器设计中应用优势较两电平比较大。但是非隔离型光伏逆变器系统中有共模漏电流抑制要求，由于光伏组件与电网之间非隔离，光伏组件的寄生电容与电网之间会形成共模回路，存在共模漏电流抑制问题，在光伏逆变器并网运行过程中经光伏组件寄生电容通道产生共模电流，致使光伏电池加速老化，从而影响其使用寿命；共模电流还存在其他严重危害，主要有漏电流过大对人身安全有威胁、共模干扰使输出电流波形发生畸变电能质量变差、对外有严重的电磁干扰问题、以及对光伏逆变器自身也会产生很大的影响等。因此在非隔离光伏并网逆变器发电系统中，对共模漏电流抑制有要求，在非隔离型逆变器设计过程中需要进行共模抑制，解决共模漏电流问题，来避免上述危害，并提高光伏逆变器的输出电能质量、运行的可靠性与稳定性、以及改善光伏逆变器的电磁兼容等。

鉴于分布式光伏逆变器发展需要与非隔离型光伏逆变器对共模漏电流抑制要求，非隔离型光伏逆变器在设计过程中需要选择合理的三电平DC/DC电路和共模漏电抑制方案，来抑制共模漏电流。

三电平DC/DC电路共模漏电流产生的主要原理是不对称性，尤其是在交错调制模式下产生的共模漏电流更大，但是考虑到成本与体积控制要求，三电平DC/DC电路工作在交错模式下开关频率可以提高一倍，大大降低了开关频率电流纹波，从而可以减小DC/DC升压滤波电感量的设计，利于光伏逆变器系统的成本与体积控制。

目前抑制共模电流的方法主要有：减小共模电压法、并联支路分流法、增加共模回路阻抗法三类。现有的三电平DC/DC技术中一般采用同步调制来减小共模漏电流的产生，并通过增加共模回路阻抗法来进行共模漏电流抑制，采用同步调制的三电平DC/DC升压无法通过提高开关频率的来降低DC/DC升压滤波电感量的设计，会导致逆变器系统设计成本的增加。共模回路阻抗法主要是增大共模电感量来抑制共模漏电流，但是共模电感损耗大，发热较重，同时共模电感易饱和，会造成系统的不稳定性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种非隔离型光伏并网逆变器，有效解决了逆变系统中三电平DC/DC的共模漏电流抑制问题，提高了逆变器的性能，且电路简单，实现成本低。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种非隔离型光伏并网逆变器，包括至少一个直流变换单元以及逆变单元、交流滤波单元，每个直流变换单元的输出端经由直流母线与逆变单元的输入端连接；其特征在于，每个直流变换单元包括依次连接的直流输入端、直流共模滤波电感、三电平DC/DC电路，以及共模吸收电路；所述共模吸收电路的输入端与直流共模滤波电感的直流输入端连接，所述共模吸收电路的输出端与所述直流母线电压中点连接。

优选地，所述三电平DC/DC电路包括滤波电感，所述滤波电感包括对称绕制于同一磁芯上的两个电感绕组，两个电感绕组分别串接于所述三电平DC/DC电路的正输入端和负输入端。

优选地，所述磁芯为高磁导率非晶磁芯。

优选地，所述共模吸收电路包括两个电容和一个阻尼电阻，两个电容的一端分别连接所在直流变换单元中直流共模滤波电感的直流正输入端、直流负输入端，两个电容的另一端均与所述阻尼电阻的一端连接，阻尼电阻的另一端与所述直流母线电压中点连接。

优选地，所述共模吸收电路包括两个电容和两个阻尼电阻，其中一个电容和一个电阻串联后接于所在直流变换单元中直流共模滤波电感的直流正输入端与直流母线电压中点之间，另外一个电容和一个电阻串联后接于所在直流变换单元中直流共模滤波电感的直流负输入端与直流母线电压中点之间。