【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及并網逆變器，尤其涉及一種運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器。
技術介紹
1、隨著能源危機和環境污染問題日益嚴重，太陽能發電技術成為世界各國關注和研究的熱點。但太陽能電能質量差，具有較強的隨機性，不能適用于大部分應用場景中，采用太陽能制氫就成為了消納太陽能的重要手段。采用太陽能制氫通常需要將光伏電壓抬升到并網要求的高壓母線電壓，再由逆變器轉變成交流電，通過制氫電網輸電線路輸送到制氫工廠，降低輸電損耗。因此，并網逆變器匹配變得至關重要。
2、現有的并網逆變器一般采用交錯flyback(反激)+全橋工頻翻轉拓撲的兩電平直流變換器實現能量向電網的傳遞，全橋逆變器開關管數量多，成本高、體積大，且直流兩電平結構的母線電容電壓紋波大，容易造成并網逆變器壽命較短。而且由于光伏板存在較大的寄生電容，會引起較大的漏電流，漏電流會從光伏板的正極通過并網逆變器回到大地，引起較大的損耗，帶來電壓電流畸變，降低了電網電能質量。此外，現有兩電平直流變換器輸入電流紋波大，而光伏板通常等效為電流源，較大的電流紋波減小了了光伏板的整體輸出功率。
3、目前，采用傳統鉗位結構無法實現輸出三電平功能，為了實現三電平結構，現有技術通常采用增加三個以上線圈的方式，這種方式增加了變壓器的成本和體積，并帶來較大的電壓靜差，引起三電平電壓不均壓，引起漏電流。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術的目的是提供一種可以抑制漏電流、成本低、體積小、實現了三電平輸出的運用于光伏制
2、為了實現上述專利技術目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，包括：
4、第一變壓器和第二變壓器，其中，所述第一變壓器和第二變壓器的初級線圈并聯，次級線圈串聯；
5、兩相交錯逆變單元，用于將光伏電源分別與第一變壓器和第二變壓器的初級線圈交錯并聯，并將光伏輸出的直流電的電流紋波進行互補；
6、三電平整流單元，用于將第一變壓器和第二變壓器輸出的交流電電壓升高，并將電壓升高后的交流電轉換為具有雙極性特性的直流電進行輸出；具體包括第一二極管d1、第二二極管d2、第三二極管d3、第四二極管d4、第五二極管d5、第六二極管d6、第一電容c1、第二電容c2、第一雙極性電容co1、第二雙極性電容co2、第三雙極性電容co3、第四雙極性電容co4，所述第一變壓器和第二變壓器的次級線圈串聯后的第一端分別連接所述第一電容c1的第一端、所述第二電容c2的第一端、所述第一二極管d1的負極、所述第二二極管d2的正極，所述第三二極管d3的正極連接所述第二二極管d2的負極，所述第四二極管d4的正極分別連接所述第三二極管d3的負極以及所述第一電容c1的第二端，所述第四雙極性電容co4的第一端連接所述第二二極管d2的負極，第二端連接第四二極管d4的負極，所述第一變壓器和第二變壓器的次級線圈串聯后的第二端分別連接第一雙極性電容co1的第一端和第二雙極性電容co2的第一端，所述第一雙極性電容co1的第二端分別連接第一二極管d1的正極、第六二極管d6的負極、第三雙極性電容co3的第一端，所述第二雙極性電容co2的第二端連接所述第四雙極性電容co4的第一端，所述第六二極管d6的正極連接所述第二電容c2的第二端，所述第三雙極性電容co3的第二端通過正向的第五二極管d5連接到所述第二電容c2的第二端；
7、半橋逆變器，用于將三電平整流單元輸出的直流電轉換為交流電后，輸出到制氫電網。
8、進一步的，所述兩相交錯逆變單元包括第一開關管sc1、第二開關管sc2、第三開關管s1、第四開關管s2、第一電容cc1、第二電容cc2，其中，所述第一開關管sc1的漏極通過第一電容cc1連接到光伏第一輸出端，源極通過第一變壓器初級線圈連接到光伏第一輸出端，所述第三開關管s1的漏極連接到所述第一開關管sc1的源極，源極連接到光伏第二輸出端，所述第二開關管sc2的漏極通過第二電容cc2連接到光伏第一輸出端，源極依次通過第二變壓器初級線圈連接到光伏第一輸出端，所述第四開關管s2的漏極連接到所述第二開關管sc2的源極，源極連接到光伏第二輸出端。
9、進一步的，所述半橋逆變器包括所述第一雙極性電容co1、所述第二雙極性電容co2、所述第三雙極性電容co3、所述第四雙極性電容co4以及第五開關管q1、第六開關管q2、濾波電感lf，所述第五開關管q1的漏極連接所述第四雙極性電容co4的第二端，源極連接第六開關管q2的漏極，所述第六開關管q2的源極連接所述第三雙極性電容co3的第二端，漏極連接制氫電網的第一輸入端，所述濾波電感lf一端連接制氫電網的第二輸入端，另一端連接所述第二雙極性電容co2的第一端。
10、進一步的，所述第一變壓器和第二變壓器的次級線圈反方向串聯。第一變壓器和第二變壓器初級線圈和次級線圈的匝數比相同。
11、進一步的，所述高增益雙極性并網逆變器滿足如下條件：
12、cs1≤4n2iin2lk1/vo2
13、cs2≤4n2iin2lk2/vo2
14、式中，cs1＝cs2，cs1、cs2分別表示第三開關管s1、第四開關管s2的寄生電容，n表示第一變壓器和第二變壓器的匝數比，iin表示光伏電源輸出的電流大小，lk1、lk2分別表示第一變壓器和第二變壓器的漏感，vo表示高增益雙極性并網逆變器的輸出電壓。
15、進一步的，所述第一開關管sc1柵極輸入第一pwm控制波信號，第二開關管sc2柵極輸入第二pwm控制波信號，第三開關管s1柵極輸入第三pwm控制波信號，所述第四開關管s2柵極輸入第四pwm控制波信號，第一pwm控制波信號、第二pwm控制波信號交錯180°，第三pwm控制波信號、第四pwm控制波信號交錯180°。所述第五開關管q1柵極輸入第五pwm控制波信號，所述第六開關管q2柵極輸入第六pwm控制波信號。
16、進一步的，所述第一開關管sc1、第二開關管sc2、第三開關管s1、第四開關管s2均為nmos管。所述第五開關管q1、第六開關管q2均為nmos管。
17、本專利技術與現有技術相比，其有益效果是：本專利技術的兩相交錯逆變單元實現了輸入電流紋波互補，降低了輸入電流紋波的功能，同時降了低單路功率等級，降低了電感量的需求；三電平整流單元由s1、s2交錯180°控制方式控制，產生正、負、零三個電平，有效降低三電平整流單元的元器件電壓應力，同時正負對稱，有效提高了由co1-co4串聯組成的母線電壓，三電平整流單元輸出電壓具有雙極性特性，不僅實現了交流到直流的轉換，還實現了高電壓增益，提高了逆變器的母線電壓；半橋逆變器采用co1-co4串聯，四個電容電壓相加組成母線電壓，四個電容兩兩彼此交錯充放電，有效降了母線電壓的脈動，降低了這四個電容容值的需求，可采用cbb電容替代電解電容，極大的提高了該逆變器的使用壽命，半橋逆變器母線電壓具有雙極性特性，q1、q2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，包括
2.根據權利要求1所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述兩相交錯逆變單元包括第一開關管SC1、第二開關管SC2、第三開關管S1、第四開關管S2、第一電容CC1、第二電容CC2，其中，所述第一開關管SC1的漏極通過第一電容CC1連接到光伏第一輸出端，源極通過第一變壓器初級線圈連接到光伏第一輸出端，所述第三開關管S1的漏極連接到所述第一開關管SC1的源極，源極連接到光伏第二輸出端，所述第二開關管SC2的漏極通過第二電容CC2連接到光伏第一輸出端，源極依次通過第二變壓器初級線圈連接到光伏第一輸出端，所述第四開關管S2的漏極連接到所述第二開關管SC2的源極，源極連接到光伏第二輸出端。
3.根據權利要求2所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述半橋逆變器包括所述第一雙極性電容Co1、所述第二雙極性電容Co2、所述第三雙極性電容Co3、所述第四雙極性電容Co4以及第五開關管Q1、第六開關管Q2、濾波電感Lf，所述第五開關管Q1的漏極連接所述第四雙
4.根據權利要求3所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述第一變壓器和第二變壓器的次級線圈反方向串聯。
5.根據權利要求4所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，第一變壓器和第二變壓器初級線圈和次級線圈的匝數比相同。
6.根據權利要求5所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述高增益雙極性并網逆變器滿足如下條件：
7.根據權利要求2所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述第一開關管SC1柵極輸入第一PWM控制波信號，第二開關管SC2柵極輸入第二PWM控制波信號，第三開關管S1柵極輸入第三PWM控制波信號，所述第四開關管S2柵極輸入第四PWM控制波信號，第一PWM控制波信號、第二PWM控制波信號交錯180°，第三PWM控制波信號、第四PWM控制波信號交錯180°。
8.根據權利要求3所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述第五開關管Q1柵極輸入第五PWM控制波信號，所述第六開關管Q2柵極輸入第六PWM控制波信號。
9.根據權利要求2所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述第一開關管SC1、第二開關管SC2、第三開關管S1、第四開關管S2均為NMOS管。
10.根據權利要求3所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述第五開關管Q1、第六開關管Q2均為NMOS管。
...【技術特征摘要】
1.一種運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，包括
2.根據權利要求1所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述兩相交錯逆變單元包括第一開關管sc1、第二開關管sc2、第三開關管s1、第四開關管s2、第一電容cc1、第二電容cc2，其中，所述第一開關管sc1的漏極通過第一電容cc1連接到光伏第一輸出端，源極通過第一變壓器初級線圈連接到光伏第一輸出端，所述第三開關管s1的漏極連接到所述第一開關管sc1的源極，源極連接到光伏第二輸出端，所述第二開關管sc2的漏極通過第二電容cc2連接到光伏第一輸出端，源極依次通過第二變壓器初級線圈連接到光伏第一輸出端，所述第四開關管s2的漏極連接到所述第二開關管sc2的源極，源極連接到光伏第二輸出端。
3.根據權利要求2所述的運用于光伏制氫系統的高增益雙極性并網逆變器，其特征在于，所述半橋逆變器包括所述第一雙極性電容co1、所述第二雙極性電容co2、所述第三雙極性電容co3、所述第四雙極性電容co4以及第五開關管q1、第六開關管q2、濾波電感lf，所述第五開關管q1的漏極連接所述第四雙極性電容co4的第二端，源極連接第六開關管q2的漏極，所述第六開關管q2的源極連接所述第三雙極性電容co3的第二端，漏極連接制氫電網的第一輸入端，所述濾波電感lf一端連接制氫電網的第二輸入端，另一端連接所述第二雙極性電容co2的第一端。
4.根據權利要求3所述的運用于光伏制氫...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邱玥，周蘇洋，王維，包宇慶，呂振宇，石文康，
申請(專利權)人：南京師范大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。