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1、第五章光伏并網(wǎng)逆變器的電路拓?fù)?.1光伏并網(wǎng)逆變器的分類5.2隔離型光伏并網(wǎng)逆變器5.3非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器5.4多支路光伏并網(wǎng)逆變器5.5微型光伏并網(wǎng)逆變器5.6由H橋拓?fù)渑缮龅哪孀兤鹘Y(jié)構(gòu)5.7由NPC拓?fù)渑缮龅哪孀兤鹘Y(jié)構(gòu)2021/7/28隔離型多支路光伏并網(wǎng)逆變器2021/7/28非隔離型多支路光伏并網(wǎng)逆變器圖5-21基于Boost變換器的非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)2021/7/28非隔離級聯(lián)型光伏并網(wǎng)逆變器2021/7/28電壓型高頻鏈微型光伏并網(wǎng)逆變器圖5-22電壓型高頻鏈MI典型拓?fù)鋋)反激式b)推挽式2021/7/28圖5-22電壓型高頻
2、鏈MI典型拓?fù)鋍)半橋式d)全橋式2021/7/28電流型高頻鏈微型光伏并網(wǎng)逆變器圖5-23電流型高頻鏈MI典型拓?fù)鋋)反激式b)推挽式2021/7/28圖5-23電流型高頻鏈MI典型拓?fù)鋋)半橋式b)全橋式2021/7/28由H橋拓?fù)渑缮龅哪孀兤鹘Y(jié)構(gòu)H5逆變器(SMA)2021/7/285.6.3HERIC逆變器(Sunways)2006年,Sunways公司申請了一項(xiàng)稱之為HERIC(高效率和可靠逆變器概念)的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)專利,拓?fù)淙鐖D:特點(diǎn)是在交流側(cè)增加了一個(gè)采用兩個(gè)背靠背IGBT器件的旁路橋臂。2021/7/28交流旁路提供了兩個(gè)重要功能:1)
3、在零電壓狀態(tài)時(shí)避免了L1(2)和CPV之間無功功率的交換,從而提高了效率。2)在零電壓狀態(tài)時(shí)將光伏模塊和電網(wǎng)隔離,從而消除了VPE中的高頻成分。電流的狀態(tài)如圖所示:S1和S4以高頻方式開關(guān),S+以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2021/7/28S1和S4以高頻方式開關(guān),S+以電網(wǎng)頻率開關(guān)。輸出正向電流輸出負(fù)向電流S2和S3以高頻方式開關(guān),S-以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2021/7/28輸出負(fù)向電流S2和S3以高頻方式開關(guān),S-以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2021/7/28這種變換器的主要特征:1)S1-S4和S2-S3以高頻方式開關(guān),S+(S-)以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2)輸出電壓中存在兩種零電壓狀態(tài)
4、:S+=ON和S-=ON(當(dāng)橋臂關(guān)斷時(shí))。優(yōu)點(diǎn):1)濾波器上的電壓是單極性的,從而降低了鐵芯損耗。2)效率可高達(dá)97%,這是因?yàn)榱汶妷籂顟B(tài)時(shí)在L1(2)和CPV之間沒有無功功率交換,并且一個(gè)橋臂的開關(guān)頻率低。2021/7/283)VPE中只含有電網(wǎng)頻率分量而沒有開關(guān)頻率分量,因此產(chǎn)生的漏電流和EMI都很小。缺點(diǎn):需要兩個(gè)額外的開關(guān)。評論:HERIC改善了采用雙極性調(diào)制的全橋逆變器的性能,它通過交流旁路為電路增加零電壓狀態(tài)提高了效率。由于這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)效率高、漏電流及EMI低,因此非常適合應(yīng)用于無變壓器型光伏逆變器。2021/7/28Sunways公司已經(jīng)將這
5、種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)商業(yè)化,最高效率可達(dá)95.6%。應(yīng)用于AT(2.7---5kw)系列。數(shù)據(jù)來源:PhotonInternational,2008年7月。HERIC和H5的表現(xiàn)極為相似,兩者在零電壓狀態(tài)時(shí)分別在交流側(cè)和直流側(cè)將發(fā)電單元和電網(wǎng)進(jìn)行解耦,并且都使用兩個(gè)以高頻方式工作的開關(guān)和一個(gè)以電網(wǎng)頻率工作的開關(guān)。2021/7/285.6.4REFU逆變器(RefuSolar)2007年,RefuSolar公司申請了一項(xiàng)稱之為REFU的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)專利,拓?fù)淙鐖D:特點(diǎn)是使用了交流側(cè)旁路的一個(gè)半橋電路以及一個(gè)可旁路的DC-DC變換器。半橋電路升壓旁路升壓電路交流旁路2
6、021/7/28交流旁路提供了兩個(gè)重要功能:1)在零電壓狀態(tài)時(shí)避免了L和CPV之間無功功率的交換,從而提高了效率。2)在零電壓狀態(tài)時(shí)將光伏模塊和電網(wǎng)隔離,從而消除了VPE中的高頻成分。2021/7/28電流的狀態(tài)如圖所示:交流旁路的實(shí)現(xiàn)方式與HERIC不同。它采用的是標(biāo)準(zhǔn)IGBT模塊和二極管串聯(lián)組成的單向開關(guān),從而消除了續(xù)流路徑。另一個(gè)特點(diǎn)是,使用了一個(gè)升壓型變換器,高升壓變換器僅在輸入直流電壓低于電網(wǎng)電壓時(shí)起作用。S1以高頻方式開關(guān),S+以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2021/7/28S3以高頻方式開關(guān),S+以電網(wǎng)頻率開關(guān)。輸出正向電流S+以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2021/7
7、/28輸出負(fù)向電流S2以高頻方式開關(guān),S-以電網(wǎng)頻率開關(guān)。S2以高頻方式開關(guān),S-以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2021/7/28輸出負(fù)向電流S-以電網(wǎng)頻率開關(guān)。2021/7/28這種變換器的主要特征:1)當(dāng)不需要升壓(即VPE>
8、Vg
9、)時(shí),S1(S2)以高頻方式開關(guān)。2)當(dāng)升壓電路工作(即VPE<
10、Vg
11、)時(shí),S3(S4)以高頻方式開關(guān)。3)S+(S-)以電網(wǎng)頻率開關(guān)工作,其通斷取決于電壓的極性。1)濾波器上的電壓是單極性的,從而降低了鐵芯損耗。優(yōu)點(diǎn):2021/7/283)VPE中只含有電網(wǎng)頻率分量而沒有開關(guān)頻率分量,因此產(chǎn)生的漏電流和EMI都很小。缺點(diǎn):1)需要雙
12、直流電壓。2)效率會高達(dá)98%,這是因?yàn)榱汶妷籂顟B(tài)時(shí)在L1(2)和