非隔离型光并网逆变器主电路拓补结构分析.ppt

非隔离型光伏并网逆变器主电路拓补结构分析-by袁智明 单级逆变/直接逆变（无BOOST） BOOST升压逆变 BOOST双模式升压逆变（阳光采用） 多支路BOOST升压逆变（艾索采用） H5桥逆变（SMA采用） 耦合电感式双BOOST逆变 单级逆变/直接逆变（无BOOST） 优点： 省去了笨重的工频变压器：高效率（97%）、重量轻、结构简单。成本低。 缺点： (1)太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压，对人身安全不利。 (2) 直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。 BOOST升压逆变 优点： 和第一种拓朴结构类似，由于省去了笨重的工频变压器，所以可以带来以下优点：高效率、重量轻。同时加入了BOOST电路用于DC/DC直流输入电压的提升，所以太阳电池阵列的直流输入电压范围可以很宽（150V-450V）。这种拓扑结构越来越成为市场的主流。 缺点： (1)同样，太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压。 (2)使用了高频DC/DC，EMC难度加大。 BOOST双模式升压逆变 优点： 光伏阵列电压较低时，Boost电路升压加逆变运行，系统为两级能量变换；光伏阵列电压高于设定值时，系统变为单级逆变系统，有助于系统效率的提高。这种拓扑加大了光伏阵列设计安装的自由度。 缺点： 同第二种拓朴结构类似 多支路BOOST升压逆变 优点： 同第二种拓朴结构类似 由于具有多个DC-DC电路，适合多个不同倾斜面阵列接入，即阵列1～n可以具有不同的MPPT电压，十分适合应用于光伏建筑。N一般为2或3。 缺点： 同第二种拓朴结构类似 H5桥逆变 SMA 的研发团队开发出了H 5 技术—— 一种全新的逆变桥接线方式—— 优化了光伏系统的并网连接，并大大降低系统成本。于是，全球光伏逆变器中，转换效率高达98%的首款逆变器在SMA诞生了。 逆变器的基本功能 H桥承担了逆变器的基本功能。一台逆变器通常有四个电气开关，用以调节输入和输出之间的电流。起初，在逆变器的输入端，光伏组件产生的直流电都暂时储存在电容器中。这样，电流就可以不受电气开关的影响，一直以峰值运行。由于电气开关长期打开或关闭，电容器不断地放电，甚至可以说直流电达到了“抽空”状态。于是，逆变器就只在并网和非并网两种状态下变换。在逆变器的输出端口有电感器，将脉冲式直流电转化成正弦波式交流电，就可以持续不断地向地方电网进行并网供电。 H5技术 创立了新标准 目前市场上大部分逆变器都在按照上述方式运行。H5技术的出现打破了这种模式。因为即便H桥不运行的时候，仍然有电流存在，但却是向相反的方向流动：从逆变器输出端流向电容器。为了防止并网时的电流波动，减少电流转换过程中的电量损耗，SMA的研发团队开发了一种全新的转换理念——H5技术：电气开关采用一种全新的脉冲率，在原来四个电气开关的基础上加入了第五个开关，能够在电流自由流动时防止电流向电容器的流回。这样，也大大减少了原先电流波动造成的电量损耗。 总之，第五个开关的增加，将转换过程的效率损耗降低了一半，达到2%。这样，采用H5技术的逆变器转换效率就高达98%，这是光伏领域的一个里程碑。 耦合电感式双BOOST逆变 本发明涉及光伏发电系统中耦合电感式双Ｂｏｏｓｔ逆变器电路。本发明是由两个耦合电感式Ｂｏｏｓｔ电路共用直流电源构成，交流输出取自两个耦合电感式Ｂｏｏｓｔ的输出电容之间。本发明解决了单级逆变电路通过工频变压器升压方式并网和前级ＤＣ－ＤＣ升压电路、后级是逆变器方法存在的功率开关管功率损耗较大、变压器功率损耗大、转换效率低及光伏发电利用率低下等缺陷。本发明是两个耦合电感式Ｂｏｏｓｔ电路，并采用全控型器件开关管，使逆变电路能实现能量的四像限运行，耦合的电感在较低输入电压时和较小占空比情况下Ｂｏｏｓｔ电路也能输出较高的电压，因此发明的并网逆变器无需升压变压器，可以实现一级并网发电。 光伏发电系统中耦合电感式双Ｂｏｏｓｔ逆变器电路，其特征在于：由两个耦合电感式Ｂｏｏｓｔ电路构成，交流输出取自两个耦合电感式Ｂｏｏｓｔ的输出电容之间。 发明人：方宇 申请人：扬州大学 申请人地址：江苏省扬州市大学南路88号 * 蔡捕尝侨绿旋倾踞汽船腋沼挂黔檀点铸锗痞里珠林饵沏含美涛李囊罢撂谈非隔离型光伏并网逆变器主电路拓补结构分析非隔离型光伏并网逆变器主电路拓补结构分析 将摆吾葱苹氮心靖拄易挽跋乾顶拆姥膊攻助肇包紊浇碍剁窃犬囊囱陛抹零非隔离型光伏并网逆变器主电路拓补结构分析非隔离型光伏并网逆变器主电路拓补结构分析 特黔二郊郸挑患脖卞诌届缴曰橡歌寅绽郁剂村等奶翰英千藻腕闽