一種采用零電壓開關(guān)輔助諧振的光伏發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種采用零電壓開關(guān)輔助諧振的光伏發(fā)電裝置，屬于新能源發(fā)電與智能電網(wǎng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能的利用是緩解全球能源緊缺與環(huán)境污染問題的重要途徑，光伏發(fā)電就是近年來研究的熱點(diǎn)之一。采用目前成熟的電力電子變流技術(shù)可將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而實現(xiàn)電壓變換與功率控制。
[0003]傳統(tǒng)的諧振直流環(huán)節(jié)逆變器存在2個明顯的缺點(diǎn):開關(guān)器件的電壓應(yīng)力大；電壓過零點(diǎn)與逆變器開關(guān)策略難以同步。近些年，研究人員提出了許多改進(jìn)的諧振直流環(huán)節(jié)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括有源鉗位諧振直流環(huán)節(jié)逆變器、并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)逆變器，推動了諧振直流環(huán)節(jié)逆變器的發(fā)展，但是仍然需要進(jìn)一步完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采用零電壓開關(guān)輔助諧振的光伏發(fā)電裝置，通過在Boost升壓電路與PffM逆變橋之間添加輔助諧振單元，使直流側(cè)儲能電容電壓周期性地歸零，實現(xiàn)PWM逆變橋開關(guān)器件在零電壓條件下完成切換，而且輔助諧振單元中的開關(guān)器件也可以實現(xiàn)零電壓開通和零電流關(guān)斷。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:一種采用零電壓開關(guān)輔助諧振的光伏發(fā)電裝置，包括光伏陣列、Boost升壓電路、輔助諧振電路、PffM逆變橋、三相阻感性負(fù)載，光伏陣列、Boost升壓電路、輔助諧振電路、PWM逆變橋、三相阻感性負(fù)載依次連接，光伏陣列輸出的直流電能變換成為交流電能，為三相阻感性負(fù)載供電；BooSt升壓電路包括光伏側(cè)儲能電容Cl^B00St升壓電感“'Boost升壓電路開關(guān)器件Sl^Boost升壓電路二極管D。、直流側(cè)儲能電容C1;輔助諧振電路包括電解電容Cfi和C F2，均壓電阻札和R 2，諧振電容C1^P C r2,諧振電感Ly輔助開關(guān)器件Sal和S a2及其反并聯(lián)二極管D 31和D a2；PWM逆變橋采用三相全橋逆變器，包括六個開關(guān)器件S^S6以及它們各自的反并聯(lián)二極管和并聯(lián)緩沖電容，開關(guān)器件S 1、S3、S^集電極相連，作為PWM逆變橋的輸入正端，開關(guān)器件S2、S4、Sj^發(fā)射極相連，作為PffM逆變橋的輸入負(fù)端；光伏陣列與光伏側(cè)儲能電容C。并聯(lián)連接，光伏陣列輸出正極與Boost升壓電感L。相連，Boost升壓電感L。另一端與Boost升壓電路開關(guān)器件S。的集電極、Boost升壓電路二極管D。的陽極相連，Boost升壓電路二極管D。的陰極與直流側(cè)儲能電容C i的一端、輔助開關(guān)器件Sal的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管D al的陽極、輔助開關(guān)器件S &的集電極、反并聯(lián)二極管D a2的陰極、諧振電容CdP Crt各自一端、PffM逆變橋的輸入正端相連，直流側(cè)儲能電容C:的另一端與Boost升壓電路開關(guān)器件S。的發(fā)射極、諧振電容Crf的另一端、電解電容Cf2的負(fù)極、PWM逆變橋的輸入負(fù)端相連，均壓電阻&與電解電容C F1并聯(lián)連接，均壓電阻1?2與電解電容Cf2并聯(lián)連接，電解電容C ?的正極與輔助開關(guān)器件S 31的集電極、反并聯(lián)二極管D 31的陰極、諧振電容(^的另一端相連，電解電容C ?的負(fù)極與電解電容C F2的正極、諧振電感k的一端相連，諧振電感W的另一端與輔助開關(guān)器件Sa2的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管Da2的陽極相連；開關(guān)器件S1的發(fā)射極與開關(guān)器件S 2的集電極相連，開關(guān)器件S 3的發(fā)射極與開關(guān)器件S 4的集電極相連，開關(guān)器件S5的發(fā)射極與開關(guān)器件S 6的集電極相連，由S 2、S4N 36的集電極分別引出PffM逆變橋的a、b、c三個輸出端；PWM逆變橋的a、b、c三個輸出端分別和三相阻感性負(fù)載的a相、b相、c相連接。
[0006]本實用新型的有益效果:1、直流側(cè)儲能電容電壓周期性地形成零電壓凹槽，使PWM逆變橋的開關(guān)器件在電壓為零時完成切換，實現(xiàn)零電壓開關(guān)，有利于開關(guān)損耗的減小和提高開關(guān)頻率；2、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中只有2個輔助開關(guān)器件，控制相對簡單，而且這2個輔助開關(guān)器件可以分別實現(xiàn)零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)，承受的電壓不超過直流側(cè)儲能電容電壓；3、電路中的二極管實現(xiàn)了軟性關(guān)斷，克服了反向恢復(fù)問題；4、PffM逆變橋的開關(guān)器件操作均為零電壓開關(guān)，克服了電磁干擾問題，提高了運(yùn)行效率。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為本實用新型等效電路圖。
[0009]圖3為本實用新型的特征工作波形圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步闡述，但不限于此。
[0011]如圖1所示為一種采用零電壓開關(guān)輔助諧振的光伏發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括光伏陣列、Boost升壓電路、輔助諧振電路、PffM逆變橋、三相阻感性負(fù)載，光伏陣列、Boost升壓電路、輔助諧振電路、PWM逆變橋、三相阻感性負(fù)載依次連接，光伏陣列輸出的直流電能變換成為交流電能，為三相阻感性負(fù)載供電；BooSt升壓電路包括光伏側(cè)儲能電容C。、Boost升壓電感“'Boost升壓電路開關(guān)器件Sl^Boost升壓電路二極管D。、直流側(cè)儲能電容C1;輔助諧振電路包括電解電容Cfi和C F2，均壓電阻札和R 2，諧振電容C1^P C r2,諧振電感Ly輔助開關(guān)器件Sal和S a2及其反并聯(lián)二極管D 31和D a2；PWM逆變橋采用三相全橋逆變器，包括六個開關(guān)器件S^S6以及它們各自的反并聯(lián)二極管和并聯(lián)緩沖電容，開關(guān)器件S 1、S3、S^集電極相連，作為PWM逆變橋的輸入正端，開關(guān)器件S2、S4、Sj^發(fā)射極相連，作為PffM逆變橋的輸入負(fù)端；光伏陣列與光伏側(cè)儲能電容C。并聯(lián)連接，光伏陣列輸出正極與Boost升壓電感L。相連，Boost升壓電感L。另一端與Boost升壓電路開關(guān)器件S。的集電極、Boost升壓電路二極管D。的陽極相連，Boost升壓電路二極管D。的陰極與直流側(cè)儲能電容C i的一端、輔助開關(guān)器件Sal的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管D al的陽極、輔助開關(guān)器件S &的集電極、反并聯(lián)二極管D a2的陰極、諧振電容CdP Crt各自一端、PffM逆變橋的輸入正端相連，直流側(cè)儲能電容C:的另一端與Boost升壓電路開關(guān)器件S。的發(fā)射極、諧振電容Crf的另一端、電解電容Cf2的負(fù)極、PWM逆變橋的輸入負(fù)端相連，均壓電阻&與電解電容C F1并聯(lián)連接，均壓電阻1?2與電解電容Cf2并聯(lián)連接，電解電容C ?的正極與輔助開關(guān)器件S 31的集電極、反并聯(lián)二極管D 31的陰極、諧振電容(^的另一端相連，電解電容C ?的負(fù)極與電解電容C F2的正極、諧振電感k的一端相連，諧振電感W的另一端與輔助開關(guān)器件Sa2的發(fā)射極、反并聯(lián)二極管Da2的陽極相連；開關(guān)器件S1的發(fā)射極與開關(guān)器件S 2的集電極相連，開關(guān)器件S 3的發(fā)射極與開關(guān)器件S 4的集電極相連，開關(guān)器件S5的發(fā)射極與開關(guān)器件S 6的集電極相連，由S 2、S4N 36的集電極分別引出PffM逆變橋的a、b、c三個輸出端；PWM逆變橋的a、b、c三個輸出端分別和三相阻感性負(fù)載的a相、b相、c相連接。
[0012]Boost升壓電路實現(xiàn)最大功率跟蹤；輔助諧振電路為PWM逆變橋開關(guān)器件提供零電壓開關(guān)條件；PWM逆變橋的開關(guān)器件在直流側(cè)儲能電容電壓凹槽期間關(guān)斷或開通，功率器件開關(guān)時無電壓和電流的重疊，從而降低了開關(guān)損耗。
[0013]為簡化分析，做如下假設(shè):1、器件均為理想工作狀態(tài)；2、光伏陣列和Boost升壓電路等效為一直流電源E ;3、負(fù)載電感遠(yuǎn)大于諧振電感，PffM逆變橋開關(guān)狀態(tài)過渡瞬間的負(fù)載電流可以認(rèn)為是恒流源UtPffM逆變橋開關(guān)狀態(tài)過渡瞬間，某一相橋臂中處于關(guān)斷狀態(tài)的開關(guān)器件等效為Sinv，該開關(guān)器件反并聯(lián)的續(xù)流二極