[发明专利]一种光伏直流升压变换系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种光伏直流升压变换系统及其控制方法，系统包括依次连接的光伏阵列、前级DC/DC变换器、后级DC/DC变换器和直流电网；通过前级DC/DC变换器和后级DC/DC变换器实现光伏直流升压变换，后级DC/DC变换器采用输入并联输出串联型结构避免控制过程产生输出电压纹波，减少了电能的浪费，进而提高了电能的传输效率；本发明提供的技术方案将定频开环控制方式相结合，从前级DC/DC变换器和后级DC/DC变换器两部分减少电压纹波，改善了电能质量，减少能量损耗，从而提高整个光伏直流升压变换系统的传输效率和电能质量。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏直流升压变换系统及其控制方法。

背景技术

太阳能是理想的可再生能源，与石油、煤炭等化石能源相比，太阳能的开发过程无污染且更加便捷，太阳能发电即光伏发电是解决能源短缺和环境危机的有效途径。但由于太阳能的不确定性，光伏发电受环境的影响极大，且光伏发电系统结构和控制会对能量传输效率造成的影响，导致光伏发电的整体效率较低，因此如何将由太阳能转换的电能稳定的输出且提高光伏发电系统的输出效率成为光伏发电领域的重要研究方向。

目前光伏直流升压变换系统中的后级DC/DC变换器适用于大功率的场合，且后级DC/DC变换器升压部分采用组合变换器的形式，采用组合变换器的形式进行控制时会产生输出电压纹波，从而极大的浪费电能，电能的传输效率低。

发明内容

为了克服上述现有技术中电能的传输效率低的不足，本发明提供一种光伏直流升压变换系统，包括依次连接的光伏阵列、前级DC/DC变换器、后级DC/DC变换器和直流电网；

所述前级DC/DC变换器用于控制光伏阵列输出直流电，并将光伏阵列输出的直流电进行初次升压；

所述后级DC/DC变换器采用输入并联输出串联型结构，用于对初次升压后的直流电进行二次升压；

所述直流电网用于将二次升压后的直流电提供给用户。

所述后级DC/DC变换器包括多个单向LLC谐振变换器；

所述多个单向LLC谐振变换器的输入端并联，构成IPOS直流变换器的输入端，所述多个单向LLC谐振变换器的输出端并联，构成IPOS直流变换器的输出端。

所述单向LLC谐振变换器包括依次连接的低压侧换流器、谐振模块、高频变压器和高压侧换流器；

所述低压侧换流器的输入端连接前级变换器的输出端，所述高压侧换流器的输出端连接直流电网。

所述低压侧换流器为H桥结构，其包括第一半桥、第二半桥和低压母线电容Ci；

所述低压母线电容Ci连接于低压侧换流器的输入端；

所述第一半桥和第二半桥均包括位于上桥臂的IGBT模块和位于下桥臂的IGBT模块。

所述高压侧换流器为H桥结构，其包括第三半桥、第四半桥、高压母线均压电阻R1和高压母线均压电阻R2；

所述高压母线均压电阻R1和高压母线均压电阻R2串联后连接于高压侧换流器的输出端，且两者均与第四半桥的中点连接。

所述位于上桥臂的IGBT模块包括上IGBT和与上IGBT反并联的二极管；

所述位于下桥臂的IGBT模块包括下IGBT和与下IGBT反并联的二极管；

所述第三半桥包括位于上桥臂的二极管D5和位于下桥臂的二极管D6；

所述第四半桥包括位于上桥臂的高压母线电容C1和位于下桥臂的高压母线电容C2。

所述谐振模块包括谐振电感Lr、谐振电容Cr和激磁电感Lm；