一种改进的非隔离型光伏逆变器装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种改进的非隔离型光伏逆变器装置，包括光伏阵列，七个绝缘栅双极晶体管(IGBT)，七个二极管，一个电容，两个缓冲电路，两个滤波电感和电网，由于电路中具有单个直流侧电容，可以解决传统电路中存在两个或者更多电容所造成的电压不平衡问题，通过在电路中增加第七开关管S

【技术实现步骤摘要】
一种改进的非隔离型光伏逆变器装置
本技术涉及光伏并网逆变器领域，具体涉及一种改进的非隔离型光伏逆变器装置。
技术介绍
当前，化石能源是世界各国主要的能源来源，而化石能源的存储总量有限，开发利用过程中容易引起环境污染问题，促使世界各国加快了能源产业升级转型的步伐，而太阳能具有无污染、总量大、分布广的特点，是大规模利用的理想选择。光伏逆变器是光伏并网的关键环节，传统光伏逆变器由于带隔离变压器有体积大、效率低、成本高的缺点。因此，非隔离型光伏逆变器凭借其独特的优势得到了很大的发展，非隔离型光伏逆变器在正常工作时会在逆变系统-电网-大地之间形成一个漏电流回路，如不进行抑制，系统中的漏电流可能引起并网电流畸变，增加系统损耗，甚至威胁人身安全。共模漏电流的抑制或消除是非隔离型光伏逆变器必须要解决的关键问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种改进的非隔离型光伏逆变器装置，实现了对漏电流的抑制。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：本技术所提出的电路包括光伏阵列、电容Cdc、七个二极管、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6、第七开关管S7、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、两个缓冲电路、电网。光伏阵列输出侧正极与电容Cdc正极及第五开关管S5的集电极相连，光伏阵列输出侧负极与电容Cdc负极及第六开关管S6的发射极相连。第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4构成常规的H型逆变桥连接方式。第七开关管S7的集电极相连于第五开关管S5的发射极和第一开关管S1的集电极，第七开关管S7的发射极相连与第六开关管S6的集电极和第三开关管S3的发射极，即与电路后端的H逆变桥并联。进一步地，缓冲电路中包括电阻Rs和电容Cs，可确保电路在续流期间保持恒定的共模电压，而不会出现波动，同时还可以减少第五开关管S5和第六开关管S6的开关损耗。进一步地，第一滤波电感L1的一端与第一开关管S1的发射极相连，另一端与电网相连，第二滤波电感L2的一端与第四开关管S4的集电极相连，另一端与电网相连。进一步地，第一滤波电感L1的值与第二滤波电感L2的值相等。进一步地，所述开关管均采用绝缘栅双极型晶体管IGBT。与现有技术相比，本技术电路具有的优势为：所提出的逆变器拓扑具有单个直流侧电容，解决了传统电路中存在两个或者更多电容所造成的电压不平衡问题。通过在电路中增加第七开关管S7和两个缓存电路，能够使共模电压在工作周期内保持恒定，可以有效的抑制共模漏电流，同时提高光伏并网发电系统的效率。附图说明图1是本技术摘要附图。图2a-2d为电网电压正负半周期内工作的模态图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的描述。为了清楚和简明起见，省略了与本技术关系不大的其他细节。还需要说明的一点是，以下若未有特别详细说明之过程或符号，均是本领域技术人员可参照现有技术理解或实现的。本技术的电路结构如图1所示，为了方便对此电路进行分析，电路结构中的器件均视为理想器件。图2a-图2b为此光伏逆变电路在一个时间周期内的工作模态图，为了使电路表示地更加清晰明了，其中相对图1未被给出的电路元器件和连接线为关断状态。将电网电压划分为正负半周期，在正半周期时，第一开关管S1一直处于导通状态，第三开关管S3一直处于关断状态。当调制波大于载波时，第四开关管S4、第五开关管S5和第六开关管S6导通，第二开关管S2和第七开关管S7关断，当调制波小于载波时，第二开关管S2和第七开关管S7导通，第四开关管S4、第五开关管S5和第六开关管S6关断。即第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6与第二开关管S2、第七开关管S7开关时序互补。在负半周期时，第二开关管S2一直处于导通状态，第四开关管S4一直处于关断状态。当调制波大于载波时，第三开关管S3、第五开关管S5和第六开关管S6导通，第一开关管S1和第七开关管S7关断，当调制波小于载波时，第一开关管S1和第七开关管S7导通，第三开关管S3、第五开关管S5和第六开关管S6关断。即第一开关管S1、第七开关管S7与第三开关管S3、第五开关管S5、第六开关管S6开关时序互补。共模漏电流的抑制是非隔离型光伏逆变器的研究重点之一，而它主要是由于共模电压的的波动引起的。在系统中，通过选择直流母线电压的负极端子上的公共点(0)，VA0是逆变器端子A与公共点(0)之间的电压差。VB0是逆变器端子B与公共点(0)之间的电压差,共模电压Vcm为VA0与VB0之和的一半。将此光伏逆变电路工作于电网电压正半周期时定义为工作模态一。如图2a所示，此阶段：第一开关管S1、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6导通，第二开关管S2、第三开关管S3、第七开关管S7关断。并网电流流经直流侧正极、第五开关管S5、第一开关管S1、第一滤波电感L1、交流侧电网、第二滤波电感L2、第四开关管S4、第六开关管S6和直流侧负极形成闭合回路。在此期间，共模电压为0.5Vdc。将此光伏逆变电路工作于续流状态定义为工作模态二。如图2b所示，此阶段：第一开关管S1、第二开关管S2、第七开关管S7导通，第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6关断。电路中电流流经直流侧正极、缓冲器、第七开关管S7、直流侧负极。另一条闭合回路中的电流流经第一滤波电感L1、交流侧电网、第二滤波电感L2、第二开关管S2的反并联二极管和第一开关管S1。在此期间，共模电压为0.5Vdc。将此光伏逆变电路工作于电网电压负半周期是定义为工作模态三。如图2c所示，此阶段：第二开关管S2、第三开关管S3、第五开关管S5、第六开关管S6导通，第一开关管S1、第四开关管S4、第七开关管S7关断。并网电流流经直流侧正极、第五开关管S5、第二开关管S2、第二滤波电感L2、交流侧电网、第一滤波电感L1、第三开关管S3、第六开关管S6和直流侧负极形成闭合回路。在此期间，共模电压为0.5Vdc。将此光伏逆变电路工作于续流状态定义为工作模态四。如图2d所示，此阶段：第一开关管S1、第二开关管S2、第七开关管S7导通，第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6关断。电路中电流流经直流侧正极、缓冲器、第七开关管S7、直流侧负极。另一条闭合回路中的电流流经第二滤波电感L2、交流侧电网、第一滤波电感L1、第一开关管S1的反并联二极管和第二开关管S2。在此期间，共模电压为0.5Vdc。由上述分析可知，共模电压Vcm＝0.5Vdc在整个工作周期内保持恒定不变，从而共模漏电流能够得到很好的抑制，改善了系统输出波形质量，提高了系统的安全性和稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的非隔离型光伏逆变器装置，其特征在于，主电路结构中包括光伏阵列，七个绝缘栅双极晶体管（IGBT），七个二极管，一个电容，两个缓冲电路，两个滤波电感和电网，其中，光伏阵列输出侧正极与电容C

【技术特征摘要】
1.一种改进的非隔离型光伏逆变器装置，其特征在于，主电路结构中包括光伏阵列，七个绝缘栅双极晶体管（IGBT），七个二极管，一个电容，两个缓冲电路，两个滤波电感和电网，其中，光伏阵列输出侧正极与电容Cdc正极及第五开关管S5的集电极相连，光伏阵列输出侧负极与电容Cdc负极及第六开关管S5的发射极相连；第七开关管S7的集电极相连于第五开关管S5的发射极和第一开关管S1的集电极，第七开关管S7的发射极相连于第六开关管S6的集电极和第三开关管S3的发射极；第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3和第四开关管S4构成H型逆变桥连接方式；第一电感L1的一端与第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文娟，李佳航，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23