一种三相非隔离型光伏并网逆变器和一种光伏发电系统

摘要

本发明公开了一种三相非隔离型光伏并网逆变器和一种光伏发电系统，所述三相非隔离型光伏并网逆变器包括：三相全桥电路和滤波电路；所述三相全桥电路并联于太阳能电池板阵列两极板间相连，所述三相全桥电路中点与所述滤波电路相连；所述滤波电路另一端与所述太阳能电池板阵列的负极板相连。采用本发明提供的三相非隔离型光伏并网逆变器不但可以降低制造成本，还可以提高可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种三相非隔离型光伏并网逆变 器和一种光伏发电系统。

背景技术

光伏（photovoltaic,简称PV），发电系统通常由电池板阵列和功率变换部 分（逆变器）组成，逆变器完成电池板最大功率点跟踪（maximum power point  tracking,简称MPPT）和进网电流控制。在逆变器和电网之间放置低频隔离变 压器来实现电网和PV电气隔离，保证人身安全，同时可以提供电压匹配和进网 电流直流分量抑制。但是，低频变压器增加了体积，质量和成本，降低了变换 效率。在PV系统的前级插入高频变压器是一种替代措施，很大程度上降低了体 积，质量和成本，却使得功率变换更复杂，对系统效率没有明显改进。

非隔离式并网逆变器结构不含变压器（高频和低频），拥有变换效率高， 体积、重量和成本低的优势。但是，变压器的消除使得PV和电网有了电气连接， 共模电流可能会大幅增加，带来安全隐患。

然而，在现有解决共模电流大带来的安全隐患的的方案中，发明人发现现 有技术中存在如下问题：

如果直接用共模电感对共模电流进行抑制，将其压到标准以下，则需要的 电感量很大，会导致共模电感体积过大，成本过高。

发明内容

本发明的实施例提供一种三相非隔离型光伏并网逆变器和一种光伏发电系 统。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种三相非隔离型光伏并网逆变器，包括：三相全桥电路和滤波电路；

所述三相全桥电路并联于太阳能电池板阵列两极板间相连，所述三相全桥 电路中点与所述滤波电路相连；

所述滤波电路另一端与所述太阳能电池板阵列的负极板相连。

一种光伏发电系统，该系统包括如上所述的三相非隔离型光伏并网逆变器。

本发明实施例所提供的一种三相非隔离型光伏并网逆变器和一种光伏发电 系统，通过将所述滤波电路另一端接入到所述太阳能电池板阵列的负极板，即 旁路电容（即滤波电路中的滤波电容）将共模电流从电路内部引回直流侧，避 免了共模电流通过电池板与地之间的寄生电容，避免了漏电流超标，从而使得 本发明三相非隔离型光伏并网逆变器和光伏发电系统不但可以大大降低制造 成本，还可以提高可靠性，降低安全隐患概率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种三相非隔离型光伏并网逆变器示意图;

图2为本发明实施例提供的一种三相非隔离型光伏并网逆变器电路图；

图3为本发明实施例提供的另一种三相非隔离型光伏并网逆变器电路图；

图4为本发明实施例提供的一种光伏发电系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的一种三相非隔离型光伏并网逆变器及 一种光伏发电系统进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种三相非隔离型光伏并网逆变器； 该逆变器为光伏发电系统中的功率变换部分；光伏发电系统中还包含有CP1与 CP2；所述CP1与CP2为太阳能极板对地的寄生电容。该寄生电容，太阳能极 板与三相全桥电路，滤波电路，电网形成共模电流回路；所述三相非隔离型光 伏并网逆变器包括：三相全桥电路和滤波电路；

所述三相全桥电路并联于太阳能电池板阵列两极板间(即PV+与PV-之间)相 连，所述三相全桥电路中点与所述滤波电路相连；

所述滤波电路另一端与所述太阳能电池板阵列的负极板相连。

需要注意的是，该逆变器，还可以包括：共模电感Lc;所述共模电感Lc连 接在所述三相全桥电路中点与所述滤波电路之间。

基于以上实施例，如图2所示，为本发明实施例提供的一种三相非隔离型 光伏并网逆变器；该逆变器通过旁路电容（即滤波电路中的滤波电容）将共模 电流从电路内部引回直流侧，避免了共模电流通过电池板与地之间的寄生电容， 避免了漏电流超标。具体实现电路如下：所述三相非隔离型光伏并网逆变器， 包括：三相全桥电路和滤波电路；

所述三相全桥电路包括：晶体管S1、晶体管S2、晶体管S3、晶体管S4、 晶体管S5、晶体管S6；

所述滤波电路包括：滤波电感L1、滤波电感L2、滤波电感L3和滤波电容 C1、滤波电容C2、滤波电容C3；

所述晶体管S1、晶体管S2、晶体管S3的集电极并联连接与所述太阳能电 池板阵列的正极板；所述晶体管S4、晶体管S5、晶体管S6的发射极并联连接 与所述太阳能电池板阵列的负极板；所述晶体管S1的发射极与所述晶体管S4 的集电极相连；所述晶体管S2的发射极与所述晶体管S5的集电极相连；所述 晶体管S3的发射极与所述晶体管S6的集电极相连；

其中，所述晶体管S1的发射极与所述晶体管S4的集电极的连接点为所述 三相全桥电路中点Z1；所述晶体管S2的发射极与所述晶体管S5的集电极的连 接点为所述三相全桥电路中点Z2；所述晶体管S3的发射极与所述晶体管S6的 集电极的连接点为所述三相全桥电路中点Z3；

所述滤波电感L1一端与所述中点Z1相连，另一端与所述滤波电容C1一端 相连；

所述滤波电感L2一端与所述中点Z2相连，另一端与所述滤波电容C2一端 相连；

滤波电感L3一端与所述中点Z3相连，另一端与所述滤波电容C3一端相连；

所述滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3的另一端并联连接到所述太 阳能电池板阵列的负极板。

还需要注意的是，所述滤波电路还可以包括：电磁兼容性（Electro Magnetic  Compatibility，简称EMC）滤波电路

EMC滤波电路）；所述电磁兼容性滤波电路与所述滤波电感L1、滤波电感L2、 滤波电感L3另一端并联连接。

如图3所示，为本发明实施例提供的另一种三相非隔离型光伏并网逆变器； 该逆变器通过采用共模电感滤波与电容旁路相结合的方法，抑制共模电流。具 体实现电路如下：所述三相非隔离型光伏并网逆变器，包括：三相全桥电路， 滤波电路和共模电感Lc；

所述三相全桥电路并联于太阳能电池板阵列两极板间相连，所述三相全桥 电路中点与所述滤波电路相连；所述滤波电路另一端与所述太阳能电池板阵列 的负极板相连。所述共模电感Lc连接在所述三相全桥电路中点与所述滤波电 路之间。

所述三相全桥电路包括：晶体管S1、晶体管S2、晶体管S3、晶体管S4、 晶体管S5、晶体管S6；

所述滤波电路包括：滤波电感L1、滤波电感L2、滤波电感L3和滤波电容 C1、滤波电容C2、滤波电容C3；

所述晶体管S1、晶体管S2、晶体管S3的集电极并联连接与所述太阳能电 池板阵列的正极板；所述晶体管S4、晶体管S5、晶体管S6的发射极并联连接 与所述太阳能电池板阵列的负极板；所述晶体管S1的发射极与所述晶体管S4 的集电极相连；所述晶体管S2的发射极与所述晶体管S5的集电极相连；所述 晶体管S3的发射极与所述晶体管S6的集电极相连；

其中，所述晶体管S1的发射极与所述晶体管S4的集电极的连接点为所述 三相全桥电路中点Z1；所述晶体管S2的发射极与所述晶体管S5的集电极的连 接点为所述三相全桥电路中点Z2；所述晶体管S3的发射极与所述晶体管S6的 集电极的连接点为所述三相全桥电路中点Z3；

所述共模电感Lc的端子1与所述中点Z1相连；

所述共模电感Lc的端子2与所述中点Z2相连；

所述共模电感Lc的端子3与所述中点Z3相连；

所述共模电感Lc的端子4与所述滤波电感L1一端相连；

所述共模电感Lc的端子5与所述滤波电感L2一端相连；

所述共模电感Lc的端子6与所述滤波电感L3一端相连。

所述滤波电感L1另一端与所述滤波电容C1一端相连；

所述滤波电感L2另一端与所述滤波电容C2一端相连；

所述滤波电感L3另一端与所述滤波电容C3一端相连；

所述滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3的另一端并联连接到所述太 阳能电池板阵列的负极板。

如图4所示，为本发明实施例提供的一种光伏发电系统，该系统包括：以 上所述任意一种三相非隔离型光伏并网逆变器。

需要说明的是，本专利中所述晶体管可以为绝缘栅双极型晶体管 （Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)。

还需要说明的是，本专利中只需将输出差模滤波电容（即滤波电容C1-C3） 的中点连接到太阳能电池板的负极板，对共模电流而言，所述滤波电容C1-C3 电容与太阳能电池板与地之间的寄生电容相当于并联，漏电流经共模电感Lc 滤波后，再经旁路电容（即滤波电容C1-C3）分流，从而限制漏电流大小。逆 变器都需要输出差模滤波电容，无需另加电容，便可实现旁路电容的功能。

本发明实施例所提供的一种三相非隔离型光伏并网逆变器和一种光伏发电 系统，通过将所述滤波电路另一端接入到所述太阳能电池板阵列的负极板，即 旁路电容（即滤波电路中的滤波电容）将共模电流从电路内部引回直流侧，避 免了共模电流通过电池板与地之间的寄生电容，避免了漏电流超标；或者，采 用共模电感滤波与电容旁路相结合的方法来共同抑制共模电流，从而使得本发 明三相非隔离型光伏并网逆变器和光伏发电系统不但可以大大降低制造成本， 还可以提高可靠性，降低安全隐患概率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应 所述以权利要求的保护范围为准。