一种并网型光伏发电微型逆变器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了太阳能光伏发电技术领域的一种并网型光伏发电微型逆变器及其控制方法。逆变器包括第一电容、第一电压传感器、第一驱动模块、第一反激变换器、第二反激变换器、第二电压传感器、第三电压传感器、MPU控制器、第二驱动模块、第一逆变桥、第二逆变桥、第二电容、电流传感器、滤波器和第四电压传感器。本发明专利技术可有效降低反激变压器的容量以及功率管的最大可承受电压，从而能够降低逆变器的成本，并显著提高逆变器的可靠性及电能质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了太阳能光伏发电
的。逆变器包括第一电容、第一电压传感器、第一驱动模块、第一反激变换器、第二反激变换器、第二电压传感器、第三电压传感器、MPU控制器、第二驱动模块、第一逆变桥、第二逆变桥、第二电容、电流传感器、滤波器和第四电压传感器。本专利技术可有效降低反激变压器的容量以及功率管的最大可承受电压，从而能够降低逆变器的成本，并显著提高逆变器的可靠性及电能质量。【专利说明】—种并网型光伏发电微型逆变器及其控制方法
本专利技术属于太阳能光伏发电
，尤其涉及。
技术介绍
随着能源危机和环境污染问题日益严重，太阳能作为清洁的绿色能源，其发电技术成为世界各国关注和研究的热点。并网型光伏发电逆变器的作用是将太阳能电池产生的直流电逆变成交流电送入电网。并网型光伏发电微型逆变器是适合于单块光伏电池组件的逆变装置，由于单块光伏电池组件输出的直流电压较低，所以需要先通过DC/DC变换器将低直流电压升压，然后再经DC/AC变换电路将直流电转化为交流电并入电网。常见的DC/DC变换器可分为BUCK、BOOST、BUCK-B00ST、CUK以及正激、反激等类型，DC/AC变换电路可分为推挽逆变、半桥逆变和全桥逆变等类型。反激变换器具有结构简洁，控制相对简单的优点，而全桥逆变具有电流应力小的优点，因此采用反激变换器与全桥逆变电路构成微型逆变器是一种较好的拓扑方案。但是，这种采用反激变换器与全桥逆变电路构成微型逆变器的拓扑方案具有并网电流谐波较大的缺点，另外功率管电压应力较大，导致逆变器的可靠性较差。随着光伏并网发电系统的大规模安装与应用，进一步提高光伏微型逆变器并网电流的电能质量以及可靠性显得十分重要。
技术实现思路
针对
技术介绍
中提到的现有的光伏发电逆变器并网电流谐波较大以及可靠性较差的问题，本专利技术提出了。一种并网型光伏发电微型逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一电容、第一电压传感器、第一驱动模块、第一反激变换器、第二反激变换器、第二电压传感器、第三电压传感器、MPU控制器、第二驱动模块、第一逆变桥、第二逆变桥、第二电容、电流传感器、滤波器和第四电压传感器；所述第一反激变换器包括第一反激变压器、第一二极管、第三电容和第一功率管；所述第二反激变换器包括第二反激变压器、第二二极管、第四电容和第二功率管；所述第一逆变桥包括第三功率管、第四功率管、第五功率管和第六功率管；所述第二逆变桥第七功率管、第八功率管、第九功率管和第十功率管；其中，所述MPU控制器分别与第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器、第四电压传感器和电流传感器的测量信号输出端连接；同时与第一驱动模块、第二驱动模块的输入端连接；所述第一电压传感器的正极与太阳能电池板正极连接，第一电压传感器的负极与太阳能电池板负极连接；所述第一反激变压器的初级线圈同名端与太阳能电池板正极连接；反激变压器的初级线圈异名端与第一功率管漏极连接；第一功率管源极与太阳能电池板负极连接；第一功率管栅极与第一驱动模块输出端连接；第一反激变压器次级线圈的异名端与第一二极管阳极连接，第一二极管阴极与第三电容一端连接，第三电容另一端与第一反激变压器次级线圈同名端连接；第二电压传感器正极与第一二极管阴极连接，第二电压传感器负极与第一反激变压器次级线圈同名端连接；第三功率管漏极和第四功率管漏极与第一二极管阴极连接；第三功率管源极与第五功率管的漏极连接；第四功率管源极与第六功率管的漏极连接；第五功率管的源极和第六功率管的源极与第一反激变压器次级线圈的同名端连接；第二驱动模块的输出端分别与第三功率管、第四功率管、第五功率管和第六功率管的栅极连接；所述第二反激变压器的初级线圈同名端与太阳能电池板正极连接；反激变压器的初级线圈异名端与第二功率管漏极连接；第二功率管源极与太阳能电池板负极连接；第二功率管栅极与第一驱动模块输出端连接；第二反激变压器次级线圈的异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第四电容一端连接，第四电容另一端与第二反激变压器次级线圈同名端连接；第三电压传感器正极与第二二极管阴极连接，第三电压传感器负极与第二反激变压器次级线圈同名端连接；第七功率管漏极和第八功率管漏极与第二二极管阴极连接；第七功率管源极与第九功率管的漏极连接；第八功率管源极与第十功率管的漏极连接；第九功率管的源极和第十功率管的源极与第二反激变压器次级线圈的同名端连接；第二驱动模块的输出端分别与第七功率管、第八功率管、第九功率管和第十功率管的栅极连接；所述第一逆变桥和第二逆变桥由第四功率管源极与第七功率管源极连接形成串联，第三功率管源极和第八功率管源极为串联串联逆变桥电路的输出；第二电容一端与第三功率管源极连接，另一端与第八功率管源极连接；电流传感器正极与第三功率管源极连接，电流传感器负极与滤波器一输入端连接，滤波器另一输入端与第八功率管源极连接；第四电压传感器正极与滤波器正输出端连接，第四电压传感器负极与滤波器负输出端连接，最后输出连接到电网。所述第一反激变换器和第二反激变换器为并联结构。所述第一逆变桥和第二逆变桥为串联结构。一种并网型光伏发电微型逆变器的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:步骤1:在k时刻，利用第一电压传感器采集太阳能电池板电压VpvGO，利用第二电压传感器采集第一反激变换器输出电压Vfl (k)，利用第三电压传感器采集第二反激变换器输出电压Vf2 (k)，利用电流传感器采集并网电流IgHd(k)，利用第四电压传感器采集电网电压 Vgrid (k)；步骤2:判断采集到的电网电压是否满足VgHd (k) =0并且VgHd (k-1)〈O，如果满足，则由MPU控制器中的定时器开始计数，设定计数变量为G ;直到当VgHd(k)=0并且Vgrid (k-1) >0时停止计数；计算电网周期和控制步宽；所述电网周期的计算公式为:T=GXt ；其中，t为定时器的中断时间；所述控制步宽的计算公式为:【权利要求】1.一种并网型光伏发电微型逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一电容、第一电压传感器、第一驱动模块、第一反激变换器、第二反激变换器、第二电压传感器、第三电压传感器、MPU控制器、第二驱动模块、第一逆变桥、第二逆变桥、第二电容、电流传感器、滤波器和第四电压传感器；所述第一反激变换器包括第一反激变压器、第一二极管、第三电容和第一功率管；所述第二反激变换器包括第二反激变压器、第二二极管、第四电容和第二功率管；所述第一逆变桥包括第三功率管、第四功率管、第五功率管和第六功率管；所述第二逆变桥第七功率管、第八功率管、第九功率管和第十功率管； 其中，所述MPU控制器分别与第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器、第四电压传感器和电流传感器的测量信号输出端连接；同时与第一驱动模块、第二驱动模块的输入端连接； 所述第一电压传感器的正极与太阳能电池板正极连接，第一电压传感器的负极与太阳能电池板负极连接； 所述第一反激变压器的初级线圈同名端与太阳能电池板正极连接；反激变压器的初级线圈异名端与第一功率管漏极连接；第一功率管源极与太阳能电池板负极连接；第一功率管栅极与第一驱动模块输出端连接；第一反激变压器次级线圈的异名端与第一二极管阳极连接，第一二极管阴极与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并网型光伏发电微型逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一电容、第一电压传感器、第一驱动模块、第一反激变换器、第二反激变换器、第二电压传感器、第三电压传感器、MPU控制器、第二驱动模块、第一逆变桥、第二逆变桥、第二电容、电流传感器、滤波器和第四电压传感器；所述第一反激变换器包括第一反激变压器、第一二极管、第三电容和第一功率管；所述第二反激变换器包括第二反激变压器、第二二极管、第四电容和第二功率管；所述第一逆变桥包括第三功率管、第四功率管、第五功率管和第六功率管；所述第二逆变桥第七功率管、第八功率管、第九功率管和第十功率管；其中，所述MPU控制器分别与第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器、第四电压传感器和电流传感器的测量信号输出端连接；同时与第一驱动模块、第二驱动模块的输入端连接；所述第一电压传感器的正极与太阳能电池板正极连接，第一电压传感器的负极与太阳能电池板负极连接；所述第一反激变压器的初级线圈同名端与太阳能电池板正极连接；反激变压器的初级线圈异名端与第一功率管漏极连接；第一功率管源极与太阳能电池板负极连接；第一功率管栅极与第一驱动模块输出端连接；第一反激变压器次级线圈的异名端与第一二极管阳极连接，第一二极管阴极与第三电容一端连接，第三电容另一端与第一反激变压器次级线圈同名端连接；第二电压传感器正极与第一二极管阴 极连接，第二电压传感器负极与第一反激变压器次级线圈同名端连接；第三功率管漏极和第四功率管漏极与第一二极管阴极连接；第三功率管源极与第五功率管的漏极连接；第四功率管源极与第六功率管的漏极连接；第五功率管的源极和第六功率管的源极与第一反激变压器次级线圈的同名端连接；第二驱动模块的输出端分别与第三功率管、第四功率管、第五功率管和第六功率管的栅极连接；所述第二反激变压器的初级线圈同名端与太阳能电池板正极连接；反激变压器的初级线圈异名端与第二功率管漏极连接；第二功率管源极与太阳能电池板负极连接；第二功率管栅极与第一驱动模块输出端连接；第二反激变压器次级线圈的异名端与第二二极管阳极连接，第二二极管阴极与第四电容一端连接，第四电容另一端与第二反激变压器次级线圈同名端连接；第三电压传感器正极与第二二极管阴极连接，第三电压传感器负极与第二反激变压器次级线圈同名端连接；第七功率管漏极和第八功率管漏极与第二二极管阴极连接；第七功率管源极与第九功率管的漏极连接；第八功率管源极与第十功率管的漏极连接；第九功率管的源极和第十功率管的源极与第二反激变压器次级线圈的同名端连接；第二驱动模块的输出端分别与第七功率管、第八功率管、第九功率管和第十功率管的栅极连接；所述第一逆变桥和第二逆变桥由第四功率管源极与第七功率管源极连接形成串联，第三功率管源极和第八功率管源极为串联串联逆变桥电路的输出；第二电容一端与第三功率管源极连接，另一端与第八功率管源极连接；电流传感器正极与第三功率管源极连接，电流传 感器负极与滤波器一输入端连接，滤波器另一输入端与第八功率管源极连接；第四电压传感器正极与滤波器正输出端连接，第四电压传感器负极与滤波器负输出端连接，最后输出连接到电网。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长良，刘卫亮，张会超，马良玉，陈文颖，林永君，马进，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：