[实用新型]一种基于电荷泵电路的PV并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及分布式光伏并网系统领域，特别是一种基于电荷泵电路的PV并网逆变器。

背景技术

近几年来，光伏发电以其清洁无排放、安装维护简单、无噪声等特点受到专家们的广泛关注。然而，由于在光伏板与大地之间大的寄生电容的存在，将会降低系统的效率并且可能导致电击事故，严重影响人身安全。

为了消除漏电流，通常在系统中加入变压器以提供电气隔离，然而，变压器的存在将会衍生出一些列不利条件，如体积重量大、成本高、损耗多。因此，消除变压器的存在将会是未来的研究方向。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于电荷泵电路的PV并网逆变器，能够解决由于光伏板与大地之间寄生电容的存在而导致漏电流产生的问题，并且综合成本、体积、效率等因素，提供一种优化方案，且具有向电网传输无功功率的能力。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于电荷泵电路的 PV并网逆变器，包括光伏模块V_PV、电网V_g和中间逆变器环节，其特征在于，所述逆变器环节包含boost升压电路，直流纹波电容C₀，直流母线电压V_dc、由四个电力开关管、两个二极管、两个电容器组成的电荷泵电路，逆变器侧滤波电感L_f、电网侧滤波电感L_g、输出侧滤波电容C_f，其中，光伏阵列与boost升压电路相连，直流纹波电容C₀与boost升压电路并联，所述电荷泵电路的一个端口与直流纹波电容C₀并联、另一个端口与所述逆变器侧滤波电感L_f连接，所述逆变器侧滤波电感L_f与所述电网侧滤波电感L_g、所述输出侧滤波电容C_f连接，所述电网侧滤波电感L_g连接到电网上。

优选的，所述四个电力开关管包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管 S3及第四开关管S4，第一开关管S1的漏极与直流母线电压V_dc的正极连接，所述第一开关管S1的源极分别与第二开关管S2的漏极、第三开关管S3的漏极、第一电力电容C1的正极相连，所述第二开关管S2的源极分别与逆变器侧滤波电感L_f、第四开关管S4的漏极连接，所述第三开关管S3的源极分别与直流母线电压V_dc的负极、第二二极管D2的阴极、第二电力电容C2的正极连接，所述第一电力电容C1的负极分别与第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阳极连接，所述第四开关管S4的源极分别与第一二极管D1的阳极、第二电力电容C2的负极连接。

优选的，所述第一电力电容C1及第二电力电容C2均选择铝电解电容。

优选的，所述四个电力开关管均采用并联有二极管的mosfet管。

优选的，所述开关管调制策略采用单极性SPWM技术。

本实用新型提供一种基于电荷泵电路的PV并网逆变器，将电网中性点直接与电荷泵电路的负极接线端子相连，使通过寄生电容上的电压直接与零电位并联，从而达到消除漏电流的目的。本实用新型既解决了传统逆变器的不足，又有如下优点：电路结构从根本上消除了漏电流，因此开关管的调制策略不受限制；仅采用四个开关管，降低了安装成本；输出电压为三电平，从而减小了输出电流纹波，提高了电能质量；运行状态下，电流仅流过两个开关管，故减小了开关管导通损耗；可向电网传输无功功率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为基于电荷泵电路的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3a为区域Ⅰ逆变器的输出电压为V_Bo为+V_dc的情况。

图3b为区域Ⅰ逆变器的输出电压V_Bo将为0的情况。

图4c为区域Ⅱ逆变器的输出电压为V_Bo为-V_dc的情况。

图4d为区域Ⅱ逆变器的输出电压为V_Bo为0的情况。

图5e为区域Ⅲ逆变器的输出电压为V_Bo为-V_dc的情况。

图5f区域Ⅲ逆变器的输出电压为V_Bo为0的情况。