一种零电压持续时间可控的光伏发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种零电压持续时间可控的光伏发电系统，属于新能源发电与智能电网领域。
【背景技术】
[0002]太阳能的利用是缓解全球能源紧缺与环境污染问题的重要途径，光伏发电就是近年来研究的热点之一。对直流电压较高的负载供电，蓄电池电压一般较低，满足不了其供电需求。采用目前成熟的电力电子变流技术可将太阳能转换成电能，进而实现电压变换与功率控制。
[0003]传统的硬开关逆变器拓扑中，功率器件的开关损耗会随着开关频率的提高显著增加，这不仅会降低逆变器效率，还会增加功率器件热量，使系统可靠性下降。软开关技术可以实现功率器件的零电压开关或零电流开关，从而有效减少了功率器件的开关损耗，在保证车父尚效率的同时，开关频率能够进一步提尚。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供了一种零电压持续时间可控的光伏发电系统，其主开关器件和辅助开关器件都可以实现软开关，PWM逆变桥桥臂在工作过程中不需要短路，控制可靠，而且通过控制辅助开关器件的开通时间和关断时间可以任意调整零电压的持续时间，使光伏发电系统能应用各种灵活的脉宽调制策略，提尚了实用性。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种零电压持续时间可控的光伏发电系统，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PffM逆变桥、三相阻感性负载；光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载依次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为三相阻感性负载供电！Boost升压电路包括光伏侧储能电容C。、Boost升压电感“'Boost升压电路开关器件Sl^Boost升压电路二极管D。、直流侧储能电容C1;辅助谐振电路包括耦合谐振电感的原边L、副边Lrf，辅助开关器件Sal、Sa2及其各自的反并联二极管Dal、Da2，辅助二极管Da3、Da4、Da5，谐振电容Q，谐振电感逆变桥采用三相全桥逆变结构，包括六个主开关器件S^S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容，开关器件S:、S3, S5的集电极相连作为PffM逆变桥的输入正端，开关器件S 2、S4, 36的发射极相连作为PffM逆变桥的输入负端；光伏阵列与光伏侧储能电容C。并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L。相连，Boost升压电感L。另一端与Boost升压电路开关器件S。的集电极、Boost升压电路二极管D。的阳极相连，Boost升压电路二极管D。的阴极与直流侧储能电容C1的一端、辅助开关器件Sal的集电极、反并联二极管Dal的阴极相连，辅助开关器件Sal的发射极与反并联二极管Dal的阳极、辅助二极管Da3的阴极、辅助开关器件Sa2的集电极、反并联二极管Da2的阴极、PffM逆变桥的输入正端相连，辅助二极管D a3的阳极与辅助二极管D &的阴极、辅助二极管Da4的阴极、谐振电容G1的一端相连，谐振电容C1^1的另一端与耦合谐振电感原边L1^1的同名端、耦合谐振电感副边1^2的异名端、谐振电感k的一端相连，耦合谐振电感原边L的异名端与辅助二极管Da5的阳极相连，耦合谐振电感副边Lrt的同名端与辅助开关器件Sa2的发射极、反并联二极管Da2的阳极相连，谐振电感k的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件S。的发射极、直流侧储能电容C 4勺另一端、辅助二极管D 34的阳极、PWM逆变桥的输入负端相连，开关器件S1的发射极与开关器件S2的集电极相连，开关器件S3的发射极与开关器件S 4的集电极相连，开关器件S 5的发射极与开关器件S 6的集电极相连，由s2、S4、&的集电极分别引出PffM逆变桥的a、b、c三个输出端；PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别和三相阻感性负载的a相、b相、c相连接。
[0006]本实用新型的有益效果:l、B00st升压电路实现最大功率跟踪，PffM逆变桥桥臂在工作过程中不需要短路，控制可靠，而且通过控制辅助开关器件的开通时间和关断时间可以任意调整零电压的持续时间，使光伏发电系统能应用各种灵活的脉宽调制策略，提高了实用性；2、主开关器件和辅助开关器件都可以实现软开关；3、辅助谐振电路在每个开关周期内只工作一次，有效降低了辅助谐振电路的损耗。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型结构示意图。
[0008]图2为本实用新型等效电路图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步阐述，但不限于此。
[0010]图1所示为零电压持续时间可控的光伏发电系统结构示意图，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PffM逆变桥、三相阻感性负载。光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载依次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为三相阻感性负载供电！Boost升压电路包括光伏侧储能电容C。、Boost升压电感L。、Boost升压电路开关器件S。、Boost升压电路二极管D。、直流侧储能电容C1;辅助谐振电路包括耦合谐振电感的原边LH、副边Lrf，辅助开关器件Sal、Sa2及其各自的反并联二极管Dal、Da2,辅助二极管Da3、Da4, Da5,谐振电容Cr1,谐振电感Lr;PWM逆变桥采用三相全桥逆变结构，包括六个主开关器件S^S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容，开关器件S:、S3, S5的集电极相连作为PffM逆变桥的输入正端，开关器件S 2、S4, 36的发射极相连作为PffM逆变桥的输入负端；光伏阵列与光伏侧储能电容C。并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L。相连，Boost升压电感L。另一端与Boost升压电路开关器件S。的集电极、Boost升压电路二极管D。的阳极相连，Boost升压电路二极管D。的阴极与直流侧储能电容C1的一端、辅助开关器件Sal的集电极、反并联二极管Dal的阴极相连，辅助开关器件Sal的发射极与反并联二极管Dal的阳极、辅助二极管Da3的阴极、辅助开关器件Sa2的集电极、反并联二极管Da2的阴极、PffM逆变桥的输入正端相连，辅助二极管D a3的阳极与辅助二极管D &的阴极、辅助二极管Da4的阴极、谐振电容G1的一端相连，谐振电容C1^1的另一端与耦合谐振电感原边L1^1的同名端、耦合谐振电感副边1^2的异名端、谐振电感k的一端相连，耦合谐振电感原边L的异名端与辅助二极管Da5的阳极相连，耦合谐振电感副边Lrt的同名端与辅助开关器件Sa2的发射极、反并联二极管Da2的阳极相连，谐振电感k的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件S。的发射极、直流侧储能电容C 4勺另一端、辅助二极管D 34的阳极、PWM逆变桥的输入负端相连，开关器件S1的发射极与开关器件S2的集电极相连，开关器件S3的发射极与开关器件S 4的集电极相连，开关器件S 5的发射极与开关器件S 6的集电极相连，由s2、S4、&的集电极分别引出PffM逆变桥的a、b、c三个输出端；PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别和三相阻感性负载的a相、b相、c相连接。
[0011]为简化分析，做如下假设:1、器件均为理想工作状态；2、光伏阵列、Boost升压电路等效为一直流电压源E ;3、负载电感远大于谐振电感，PffM逆变桥开关状态过渡瞬间的负载电流可以认为是恒流源Ic，负载电流方向保持不变，其数值取决于各相电流的瞬时值及PWM逆变桥6个开关器件的开关状态；4、逆变桥的6个主开关器件等效为Sinv，主开关器件反并联的续流二极管等效为Dinv;5、PWM逆变桥的6个缓冲电容等效为Cp取(；=3CS，Cs为每个缓冲电容的大小；这是因为PWM逆变桥的各桥臂上下任意一方的开关器件接通时，都使与其并联的电容Cs短路，正常工作时3个桥臂上的电容相当于3个电容并联。
[0012]在上述五点假设基础上，可得图2所示本实用新型的等效电路图，L1为耦合谐振电感原边Lh的电流，i μ为耦合谐振电感