CN103929085A - 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构 - Google Patents

光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构 Download PDF

Info

Publication number
CN103929085A
CN103929085A CN201410192600.2A CN201410192600A CN103929085A CN 103929085 A CN103929085 A CN 103929085A CN 201410192600 A CN201410192600 A CN 201410192600A CN 103929085 A CN103929085 A CN 103929085A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diode
controlled switch
anode
topological structure
inductance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410192600.2A
Other languages
English (en)
Inventor
高金玲
任玉艳
冯瑞江
常锐
赵晔
任雪威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Heilongjiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Heilongjiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, State Grid Heilongjiang Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201410192600.2A priority Critical patent/CN103929085A/zh
Publication of CN103929085A publication Critical patent/CN103929085A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构，涉及抑制漏电流技术领域。解决了现有的并网逆变器拓扑结构无法抑制漏电流的问题。电源正极同时连接第一二极管阴极、第二二极管阴极、第三受控开关输入端和第四受控开关输入端，电源负极同时连接第一受控开关输出端、第二受控开关输出端、第三二极管阳极和第四二极管阳极，第一二极管阳极连接第一受控开关输入端，第二二极管阳极连接第二受控开关输入端，第三二极管阴极连接第三受控开关输出端，第四二极管阴极连接第四受控开关输出端，第一电感的一端同时连接第一二极管阳极和第三受控开关输出端，第二电感的一端同时连接第二受控开关输入端和第四二极管阳极。本发明适用于光伏并网***中抑制漏电流。

Description

光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构
技术领域
本发明涉及抑制漏电流技术领域。
背景技术
近年来，世界存在严重的能源危机问题，努力寻找新的能源供应是解决问题的唯一途径。由于风能、太阳能、生物能等可再生能源具有无污染的性能，使得它们越来越受到关注，因此，分布式发电***在电力***中的地位与作用日益突出。通过比较，在各种类型的新能源中，太阳能具有良好的可供应性和持续性，因此，它无疑是最好的选择。
由于必须经过接口设备才能将太阳能发出的直流电能并入交流电网中。并网接口方式一般有电力电子逆变器接口和常规旋转电机接口两类，前者在体积、重量、变换效率、可靠性、电性能等方面均优于后者，因此，光伏***一般采用电压源型逆变器作为并网接口。通过控制逆变器输出电流与电网电压同频同相实现单位功率因数并网发电。
为保证***安全可靠运行，实现电压调整和电气隔离，传统的并网逆变器***一般在输出端安装工频隔离变压器。然而，工频隔离变压器体积庞大，成本高，损耗大，影响***整机效率。因此无变压器非隔离的并网逆变器是目前研究的热点。虽然去掉工频变压器可以使并网逆变器***整体效率得到一定改善，但却带来一些新的问题，如共模电流和直流注入等。
为了有效的抑制漏电流，目前，国内外专家学者大致提出两种解决方案，其中一种是通过调制策略来抑制漏电流，采用双极性调制虽然能够很好的抑制共模漏电流，但是其损耗大，***效率较低，另外一种则是改进电路的拓扑结构。
发明内容
本发明为了解决现有的并网逆变器***的拓扑结构无法抑制漏电流的问题，提出了光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构。
光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一受控开关、第二受控开关、第三受控开关、第四受控开关、电源、电容、第一电感和第二电感，
所述电容与电源并联，
电源的正极同时与第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、第三受控开关的输入端和第四受控开关的输入端连接，
电源的负极同时与第一受控开关的输出端、第二受控开关的输出端、第三二极管的阳极和第四二极管的阳极连接，
第一二极管的阳极与第一受控开关的输入端连接，
第二二极管的阳极与第二受控开关的输入端连接，
第三二极管的阴极与第三受控开关的输出端连接，
第四二极管的阴极与第四受控开关的输出端连接，
第一电感的一端同时与第一二极管的阳极和第三受控开关的输出端连接，
第二电感的一端同时与第二受控开关的输入端和第四二极管的阳极连接，
第一电感的另一端和第二电感的另一端并入电网。
有益效果：本发明所述的拓扑结构中结构简单、开关数量少，能够在最大程度上节约成本，同时能够降低故障发生率。
通过调整拓扑结构中的受控开关导通和断开的状态，使得拓扑结构在整个周期内共模电压恒定为Uin/2，当共模电压为常量时，所述拓扑结构的漏电流为0，从而实现了有效抑制漏电流的目的；
本发明所提出的拓扑结构与现有的拓扑结构相比较，结构简单，开关总数只有4个，且工作于高频的开关只有两个，另外两个工作于电网频率，且损耗低于H5、H6和HERIC拓扑结构，提高了光伏并网***的效率。
附图说明
图1为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构的结构示意图；
图2为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构正半周期工作原理示意图；
图3为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构正半周期续流工作原理示意图；
图4为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构负半周期工作原理示意图；
图5为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构负半周期续流工作原理示意图；
图6为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构的共模电压波形图；
图7为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构的漏电流波形图；
图8为光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构在并网工作时，电流总谐波畸变率波形图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，本具体实施方式所述的光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一受控开关(S1)、第二受控开关(S2)、第三受控开关(S3)、第四受控开关(S4)、电源(U)、电容(C)、第一电感(L1)和第二电感(L2)，
所述电容C与电源U并联，
电源U的正极同时与第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阴极、第三受控开关S3的输入端和第四受控开关S4的输入端连接，
电源U的负极同时与第一受控开关S1的输出端、第二受控开关S2的输出端、第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极连接，
第一二极管D1的阳极与第一受控开关S1的输入端连接，
第二二极管D2的阳极与第二受控开关S2的输入端连接，
第三二极管D3的阴极与第三受控开关S3的输出端连接，
第四二极管D4的阴极与第四受控开关S4的输出端连接，
第一电感L1的一端同时与第一二极管D1的阳极和第三受控开关S3的输出端连接，
第二电感L2的一端同时与第二受控开关S2的输入端和第四二极管D4的阳极连接，
第一电感L1的另一端和第二电感L2的另一端并入电网。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构的区别在于，所述受控开关为IGBT、MOSFET或可控硅整流元件中的一种或其中几种的组合。
图2-图4中分别给出了本发明所述的拓扑结构的四种工作状态，箭头方向即为逆变电流方向，电源U的电压值为Uin。
图2和图3表示光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构正半周期工作原理示意图，在正半周期内，第三可控开关S3始终保持导通，第一可控开关S1和第四可控开关S4始终保持断开，当第二可控开关S2导通时，所述拓扑结构的共模电压为Uin/2；当第二可控开关S2断开时，电流经第三可控开关S3和第二二极管D2续流，所述拓扑结构的共模电压为Uin/2。
图4和图5表示光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构负半周期工作原理示意图，在负半周期内，第四受控开关S4始终保持导通，第二受控开关S2和第三受控开关S3始终保持断开，当第一受控开关S1导通时，所述拓扑结构的共模电压为Uin/2；当第一受控开关S1断开时，电流经第四受控开关S4和第一二极管D1续流，所述拓扑结构的共模电压为Uin/2；
通过上述对受控开关导通和断开的控制并结合图6所示的共模电压波形图和图7所示的共模电流波形图，可以得出本发明所述的拓扑结构在整个周期内共模电压恒定为Uin/2，当共模电压为常量时，所述拓扑结构的漏电流为0，从而实现了有效抑制漏电流的目的。同时，根据图8所示的总谐波畸变率波形图可以得出，总谐波失真率(THD)为1.99％，符合IEEEStd929-2000中对总谐波失真率标准的要求。

Claims (2)

1.光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构，其特征在于，它包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一受控开关(S1)、第二受控开关(S2)、第三受控开关(S3)、第四受控开关(S4)、电源(U)、电容(C)、第一电感(L1)和第二电感(L2)，
所述电容C与电源U并联，
电源U的正极同时与第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阴极、第三受控开关S3的输入端和第四受控开关S4的输入端连接，
电源U的负极同时与第一受控开关S1的输出端、第二受控开关S2的输出端、第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极连接，
第一二极管D1的阳极与第一受控开关S1的输入端连接，
第二二极管D2的阳极与第二受控开关S2的输入端连接，
第三二极管D3的阴极与第三受控开关S3的输出端连接，
第四二极管D4的阴极与第四受控开关S4的输出端连接，
第一电感L1的一端同时与第一二极管D1的阳极和第三受控开关S3的输出端连接，
第二电感L2的一端同时与第二受控开关S2的输入端和第四二极管D4的阳极连接，
第一电感L1的另一端和第二电感L2的另一端并入电网。
2.根据权利要求1所述的光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构，其特征在于，所述受控开关为IGBT、MOSFET或可控硅整流元件中的一种或其中几种的组合。
CN201410192600.2A 2014-05-08 2014-05-08 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构 Pending CN103929085A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410192600.2A CN103929085A (zh) 2014-05-08 2014-05-08 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410192600.2A CN103929085A (zh) 2014-05-08 2014-05-08 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103929085A true CN103929085A (zh) 2014-07-16

Family

ID=51147191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410192600.2A Pending CN103929085A (zh) 2014-05-08 2014-05-08 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103929085A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107069686A (zh) * 2017-03-24 2017-08-18 江苏固德威电源科技股份有限公司 并网瞬间冲击电流抑制电路和应用其的光伏发电逆变***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100638484B1 (ko) * 2005-07-09 2006-11-02 학교법인 포항공과대학교 고효율 역률 개선 회로
CN101877548A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 新疆新能源股份有限公司 用于光伏并网发电的三相四桥臂逆变器及光伏并网发电***
CN103051238A (zh) * 2013-01-29 2013-04-17 西安龙腾新能源科技发展有限公司 适用于非隔离型单相光伏并网逆变器电路的控制方法
US20140055104A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 University Of Macau Adaptive DC-link voltage controlled LC coupling hybrid active power filters for reactive power compensation
CN103746591A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 北京交通大学 一种h6单相非隔离光伏并网逆变器及其调制方法
CN203813688U (zh) * 2014-05-08 2014-09-03 国家电网公司 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100638484B1 (ko) * 2005-07-09 2006-11-02 학교법인 포항공과대학교 고효율 역률 개선 회로
CN101877548A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 新疆新能源股份有限公司 用于光伏并网发电的三相四桥臂逆变器及光伏并网发电***
US20140055104A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 University Of Macau Adaptive DC-link voltage controlled LC coupling hybrid active power filters for reactive power compensation
CN103051238A (zh) * 2013-01-29 2013-04-17 西安龙腾新能源科技发展有限公司 适用于非隔离型单相光伏并网逆变器电路的控制方法
CN103746591A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 北京交通大学 一种h6单相非隔离光伏并网逆变器及其调制方法
CN203813688U (zh) * 2014-05-08 2014-09-03 国家电网公司 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. C. POLISENO ET AL: "High Efficiency Transformerless PV Power Converters", 《INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON POWER ELECTRONICS，ELECTRICAL DRIVES, AUTOMATION AND MOTION》, 31 December 2012 (2012-12-31) *
SAMUEL VASCONCELOS ARAÚJO ET AL: "Highly Efficient Single-Phase Transformerless Inverters for Grid-Connected Photovoltaic Systems", 《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS》, vol. 57, no. 9, 30 September 2010 (2010-09-30), XP 011298036 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107069686A (zh) * 2017-03-24 2017-08-18 江苏固德威电源科技股份有限公司 并网瞬间冲击电流抑制电路和应用其的光伏发电逆变***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107204626B (zh) 一种lcc-mmc交错混合双极直流输电***
CN103051233A (zh) 一种非隔离型单相光伏并网逆变器及其开关控制时序
CN102158110A (zh) 一种非隔离光伏并网逆变器的主电路及其控制实现方法
CN102255544A (zh) Dc/ac逆变电路
CN202513843U (zh) 全桥并网逆变器
CN202004681U (zh) 一种光伏并网逆变器的拓扑结构
CN105356784A (zh) 一种具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器
CN104410310A (zh) 用于抑制共模漏电流的中点箝位型h桥光伏逆变器及方法
CN103208935A (zh) 低共模噪声并网逆变电路及无功功率控制方法
CN102496932A (zh) 一种并联型电压暂降补偿装置
CN205029572U (zh) 一种新型h6单相非隔离并网逆变器
CN203827203U (zh) 一种大功率光储一体化变流器
CN203813688U (zh) 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构
CN102882228A (zh) 一种单相非隔离型光伏并网逆变器
CN102403920A (zh) 三电平半桥光伏并网逆变器
CN102255356A (zh) 高效率的不间断电源
CN202385026U (zh) 一种光伏微型逆变器
CN103269174A (zh) 一种低共模电压的单相光伏并网逆变器
CN104821727B (zh) 一种适用于高过电压等级高海拔场所的开关电源
CN102769394A (zh) 单相可控整流电路
CN202957614U (zh) 一种高效无变压器单相光伏并网逆变器
CN103929085A (zh) 光伏并网***中用于抑制漏电流的逆变器拓扑结构
CN202334357U (zh) 三电平半桥光伏并网逆变器
CN104167946A (zh) 带续流开关的中点箝位型单相非隔离光伏逆变器主电路拓扑
CN203193536U (zh) 一种单相光伏并网逆变器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140716