[发明专利]直流变换器拓扑电路及其控制方法、逆变器系统

说明书

本发明公开了一种直流变换器拓扑电路及其控制方法、逆变器系统，所述直流变换器拓扑电路，包括连接在光伏阵列两端的工作电路，所述工作电路具有Boost工作模式和Buck工作模式；当所述光伏阵列的输入电压小于或等于直流母线电压时，所述工作电路进入所述Boost工作模式，升高所述输入电压；当所述光伏阵列的输入电压大于直流母线电压时，所述工作电路进入所述Buck模式，降低所述输入电压。与现有技术相比，本发明可在光伏阵列输入电压高于直流母线时仍然保持母线电压稳定，且结构简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，特别是一种直流变换器拓扑电路及其控制方法、逆变器系统。

背景技术

随着新能源技术的发展，逆变器作为关键电源设备，越来越多的应用在光伏发电工程中，图1为常见的逆变器系统拓扑，由光伏阵列、DC/DC、母线电容C1、DC/AC和电网组成，可将光伏发电量反馈至电网或交流负载。但由于光伏组件易受光照、温度和外界遮挡物等影响，光伏的开路电压会在一定范围内波动。为最大效率的利用光伏发电功率，结合光伏发电的P-V曲线，一般会利用DC/DC直流变换器进行最大功率点跟踪（MPPT），其一般拓扑如图2所示，该拓扑属于Boost电路，当光伏开路电压低于直流母线电压时工作，但当光伏开路电压大于直流母线电压时，该电路只有电感和二极管D1工作，损耗较大。

目前改进的拓扑如图3所示，可对电感L和二极管D1进行旁路，降低DC/DC变换器的损耗，提高DC/DC效率。

在上述两种现有DC/DC变换器方案中，当光伏输入开路电压大于直流母线电压时，将光伏阵列和直流母线直接连接，并由光伏阵列给直流母线电容充电，因此光伏直流母线电压同步会升高。且在此状态下，DC/DC无法进行光伏输入的最大功率点跟踪（MPPT）。并且在光（伏）储空调系统中，直流母线上通常会有多个直流负载、储能或空调设备等连接，要求直流母线电压保持相对稳定，过大的母线电压波动容易造成系统不稳定或出现故障。

因此，如何设计一种在光伏阵列输入电压较高时仍然能保持母线电压稳定的直流变换器拓扑电路及其控制方法、逆变器系统，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中，当光伏输入电压大于母线电压时，光伏阵列会给直流母线电容充电升高母线电压，可能会造成系统不稳定或出现故障的技术问题，本发明提出了一种直流变换器拓扑电路及其控制方法、逆变器系统。

本发明的技术方案为，提出了一种直流变换器拓扑电路，包括连接在光伏阵列两端的工作电路，所述工作电路具有Boost工作模式和Buck工作模式；

当所述光伏阵列的输入电压小于或等于直流母线电压时，所述工作电路进入所述Boost工作模式，升高所述输入电压；

当所述光伏阵列的输入电压大于直流母线电压时，所述工作电路进入所述Buck模式，降低所述输入电压。

进一步，所述工作电路包括：开关S1、开关S2、开关S3、电感L1、电感L2、电容C1、二极管D0和开关管S4、以及设于所述开关管S4上的二极管D4；

所述开关S1一端连接在所述光伏阵列的输出端，开关S1的另一端连接开关S3的一端，开关S3的另一端连接到二极管D0的正极，二极管D0的负极连接到电容C1的一端，电容C1的另一端连接到光伏阵列的输入端；

开关S2一端连接在开关S1和光伏阵列的输出端之间，开关S2另一端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接到开关S1和开关S2之间，电感L2一端连接在开关S1和开关S3之间，电感L2另一端连接在二极管D0的负极和电容C1之间；

开关管S4的第一端连接在开关S1和开关S3之间，开关管S4的第二端连接在电容C1和光伏阵列的输入端之间。