一种基于Cuk电路的新型光伏发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于Cuk电路的新型光伏发电装置，属于新能源发电与智能电网领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着能源危机和环境污染的加剧，太阳能等可再生能源作为替代能源已经得到广泛应用。可再生能源经由发电装置转化为电能，再通过电力电子装置进行电能变换使之符合相关标准；变换后的电能可直接提供给负载，也可并入主干电网。逆变器就是完成能量变换所需的最常用的电力电子装置。
[0003]由于光伏发电深受气候、气象和环境等外部因素的影响，其能量输出具有很大的随机性和不确定性。这种随机性和不确定性的具体表现之一是输出功率的大范围波动，即表现为输出直流电压的宽范围变化，这需要作为能量变换装置的逆变器能承受宽范围的输入电压波动。而逆变器不论是独立为负载供电，还是并网发电，都需要稳定的输出。
【发明内容】
[0004]在现有技术的基础上，本实用新型公开了一种基于Cuk电路的新型光伏发电装置，包括光伏阵列、Boost升压电路、非隔离双Cuk逆变器。Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪；非隔离双Cuk逆变器由两个改进的Cuk直流变换器通过输入串联、输出并联的组合而成，借助于Cuk直流变换器的升降压能力，使得本实用新型可以适应于输出功率大范围波动的光伏发电场合。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种基于Cuk电路的新型光伏发电装置，包括光伏阵列、Boost升压电路、非隔离双Cuk逆变器；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SpBoost升压电路二极管D。、直流侧储能电容Cdi和CD2;非隔离双Cuk逆变器由二极管D^D4、电感L^L3、开关器件S^S4W及它们各自的反并联二极管Du~Dl4、电容CjP C 2、输出电容Cf组成；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Cdi的一端、二极管D:的阳极相连，直流侧储能电容Cdi的另一端与直流侧储能电容Cd2的一端、开关器件S 4勺发射极、反并联二极管D u的阳极、开关器件S 2的集电极、反并联二极管D12的阴极、二极管D3的阴极、二极管D4的阳极、输出电容Cf的一端、接地端相连，直流侧储能电容Cd2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、二极管D2的阴极相连，二极管D 4勺阴极与电感L i的一端相连，电感L 4勺另一端与开关器件集电极、反并联二极管D ^的阴极、电容C:的一端相连，电容C:的另一端与二极管D3的阳极、开关器件S 3的发射极、反并联二极管D 13的阳极相连，二极管D 2的阳极与电感L2的一端相连，电感L2的另一端与开关器件S 2的发射极、反并联二极管D 12的阳极、电容C2的一端相连，电容C 2的另一端与二极管D 4的阴极、开关器件S 4的集电极、反并联二极管Di4的阴极相连，输出电容C f的另一端与电感L 3的一端相连，电感L 3的另一端与开关器件&的集电极、反并联二极管Dl3的阴极、开关器件34的发射极、反并联二极管Dl4的阳极相连；负载与输出电容Cf并联连接。
[0006]本实用新型的有益效果是:1、本实用新型具有Cuk变换器的所有优点，具有升降压功能，适应于输出功率大范围波动的光伏发电场合；2、高频工作的两个开关工作时总会有至少一个电感与其串联，因此没有短路故障的可能，二者之间也无须设置死区，减小了波形畸变；3、本实用新型依靠电容传递能量，电容电压不能跳变，因此对输入电压扰动具有很强的抑制能力。
【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。
[0009]图3为非隔离双Cuk逆变器单极性调制方式示意图。
【具体实施方式】
[0010]图1所示为一种基于Cuk电路的新型光伏发电装置结构示意图，包括光伏阵列、Boost升压电路、非隔离双Cuk逆变器；BooSt升压电路包括光伏侧储能电容CpBoost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CD1和C D2;非隔离双Cuk逆变器由二极管Di~D4、电感Li~L3、开关器件Si~S4以及它们各自的反并联二极管Du~Dl4、电容CjP C 2、输出电容Cf组成；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CD1的一端、二极管D:的阳极相连，直流侧储能电容C ^的另一端与直流侧储能电容CD2的一端、开关器件S:的发射极、反并联二极管D ^的阳极、开关器件S 2的集电极、反并联二极管Dl2的阴极、二极管03的阴极、二极管04的阳极、输出电容Cf的一端、接地端相连，直流侧储能电容CD2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、二极管D2的阴极相连，二极管D:的阴极与电感L:的一端相连，电感L:的另一端与开关器件集电极、反并联二极管D ^的阴极、电容C:的一端相连，电容C:的另一端与二极管D3的阳极、开关器件S 3的发射极、反并联二极管D 13的阳极相连，二极管D 2的阳极与电感L2的一端相连，电感L 2的另一端与开关器件s 2的发射极、反并联二极管D i2的阳极、电容C2的一端相连，电容C 2的另一端与二极管D 4的阴极、开关器件S 4的集电极、反并联二极管Di4的阴极相连，输出电容C f的另一端与电感L 3的一端相连，电感L 3的另一端与开关器件S 3的集电极、反并联二极管Dl3的阴极、开关器件54的发射极、反并联二极管Dl4的阳极相连；负载与输出电容Cf并联连接。
[0011]Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪。非隔离双Cuk逆变器由两个改进的Cuk直流变换器通过输入串联、输出并联的组合而成，借助于Cuk直流变换器的升降压能力，使得本实用新型可以适应于输出功率大范围波动的光伏发电场合。
[0012]为简化分析，首先做如下假设:1、器件均为理想工作状态；2、光伏阵列和Boost升压电路等效为两个直流电源EJPE2。图2所示为一种基于Cuk电路的新型光伏发电装置等效电路图，电路采用单极性调制方式，调制方法如图3所示，SjP S2做高频调制工作，SJPS4只工作在工频周期。由于SjP S 2不会同时工作，且在任意时刻均有电感与其串联工作，因而SdP S 2无短路故