三相电流型多电平变流器光伏发电并网装置

摘要

本发明公开了一种三相电流型多电平变流器光伏发电并网装置，包括光伏电池阵列Ⅰ、基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ、光伏电池阵列Ⅱ、基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ、MCU电路、驱动/光电隔离电路Ⅰ、三相电流型多电平逆变器、逆变器控制器、滤波电路及电网；光伏电池阵列Ⅰ与基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ相连接；光伏电池阵列Ⅱ与基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ相连接；基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ和基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ均与三相电流型多电平逆变器相连接；三相电流型多电平逆变器与滤波电路相连接；所述的滤波电路与所述的电网相连接。该三相电流型多电平变流器光伏发电并网装置无需升压电路，且动态响应快、回馈制动方便。

主权项

一种三相电流型多电平变流器光伏发电并网装置，其特征在于：包括光伏电池阵列Ⅰ(1)、基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ(2)、光伏电池阵列Ⅱ(3)、基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ(4)、MCU电路(5)、驱动/光电隔离电路Ⅰ(6)、三相电流型多电平逆变器(7)、逆变器控制器(8)、滤波电路(9)及电网(10)；所述的光伏电池阵列Ⅰ(1)与所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ(2)相连接；所述的光伏电池阵列Ⅱ(3)与所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ(4)相连接；所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ(2)和基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ(4)均与所述的三相电流型多电平逆变器(7)相连接；所述的三相电流型多电平逆变器(7)与所述的滤波电路(9)相连接；所述的滤波电路(9)与所述的电网(10)相连接；所述的MCU电路(5)采集光伏电池阵列Ⅰ(1)的输出电流和输出电压、采集光伏电池阵列Ⅱ(3)的输出电流和输出电压并且所述的MCU电路(5)与所述的驱动/光电隔离电路Ⅰ(6)相连接；所述的驱动/光电隔离电路Ⅰ(6)分别与所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ(2)和基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ(4)相连接；所述的逆变器控制器(8)采样所述的滤波电路(9)滤波之后的直流电流、采样所述的电网(10)的输出电压并且与所述的三相电流型多电平逆变器(7)相连接；所述的三相电流型多电平逆变器包括第一桥臂(7.1)、第二桥臂(7.2)、第三桥臂(7.3)；所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ(2)的输出端与所述的第一桥臂(7.1)的a3脚相连接；所述的第一桥臂(7.1)的a1脚和第二桥臂(7.2)的b1脚并联在所述的电网(10)上；所述的第一桥臂(7.1)的a2脚和第三桥臂(7.3)的c2脚并联在所述的电网(10)上；所述的第二桥臂(7.2)的b2脚和第三桥臂(7.3)的c1脚并联在所述的电网(10)上；所述的第二桥臂(7.2)的b3脚连接在所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅰ(2)的输入端上；所述的第三桥臂(7.3)的c3脚连接在所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ(4)的输入端上；所述的第三桥臂(7.3)的c1脚连接在所述的基于最大功率跟踪的恒流电路Ⅱ(4)的输出端上；三相电流型多电平逆变器拓扑结构有(2n+1)电平，n为大于等于1的正整数；所述的第一桥臂(7.1)包括1/2n(n+1)个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)；所述的第一桥臂(7.1)包括a个不同电平的第一桥臂分流单元(7.1.1)，该a个不同电平的第一桥臂分流单元(7.1.1)从左到右呈横卧金字塔形状依次排列，a为大于等于2的正整数；所述的第一桥臂(7.1)的从右往左第一列的第一桥臂分流单元(7.1.1)包括一个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)；所述的第一桥臂(7.1)的从右往左第二列的第一桥臂分流单元(7.1.1)包括两个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)，两个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的其中一个输出端相连接且连接点与从右往左第一列的第一桥臂分流单元(7.1.1)中的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的输入端连接，该第二列的下边的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的另外一个输出端与从右往左第一列的第一桥臂分流单元(7.1.1)中的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的下边的输出端连接，该第二列的上边的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的另外一个输出端与从右往左第一列的第一桥臂分流单元(7.1.1)中的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的上边的输出端连接；所述的第一桥臂(7.1)的从右往左第三列到第a‑1列的第一桥臂分流单元(7.1.1)分别包括数量与该第一桥臂分流单元(7.1.1)的列数相对应的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)，每列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)均排成一列，每列的两个相邻的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的相邻的两个输出端相互连接且连接点一一对应的与右边一列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的输入端连接，每列的最下边的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的另一个输出端与从右往左第一列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的下边的输出端连接，每列的最上边的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的另一个输出端与从右往左第一列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的上边的输出端连接；所述的第一桥臂(7.1)的从右往左第a列的第一桥臂分流单元(7.1.1)包括a个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)，a个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)排成一列，两个相邻的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的相邻的两个输出端相互连接且连接点一一对应的与右边的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的输入端连接，最下边的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的另一个输出端与从右往左第一列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的下边的输出端连接，最上边的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的另一个输出端与从右往左第一列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的上边的输出端连接，a个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的输入端相互连接；从右往左第一列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的上边的输出端为所述的第一桥臂(7.1)的a2脚；从右往左第一列的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的下边的输出端为所述的第一桥臂(7.1)的a1脚；所述的第一桥臂(7.1)的从右往左第a列的a个最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的输入端的连接点为所述的第一桥臂(7.1)的a3脚；所述的最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)包括一个等值分流电感Ⅰ和两个开关管Ⅰ；所述的两个开关管Ⅰ均包括一个有源开关Ⅰ和一个快恢复二极管Ⅰ，两个有源开关Ⅰ的漏极相连接且连接点与等值分流电感Ⅰ的一端连接，两个有源开关Ⅰ的发射极均与一个快恢复二极管Ⅰ的阳极连接；所述的等值分流电感Ⅰ的自由端为最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的输入端，所述的两个快恢复二极管Ⅰ的阴极为最小分流单元Ⅰ(7.1.1.1)的两个输出端。