光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路
圖16所示結(jié)構(gòu)允許純無(wú)功負(fù)載,能夠提高對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償,也能滿足雙向功率流動(dòng),例如實(shí)現(xiàn)高效電池充電。如果應(yīng)用sic肖特基二極管,這種電路結(jié)構(gòu)的歐洲效率
圖16 適應(yīng)無(wú)功負(fù)載的全mosfet拓?fù)?/p>
7.2 三相光伏逆變器拓?fù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/結(jié)構(gòu)">結(jié)構(gòu)
對(duì)于npc拓?fù)涞娜喙夥?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/逆變器">逆變器也可以做類似的改進(jìn)。
以一相為例,在2kw額定輸出時(shí),三電平逆變器(見(jiàn)圖17)可以達(dá)到99.2%的歐效(見(jiàn)表2)。稍作改動(dòng),該拓?fù)渚涂梢詫?shí)現(xiàn)無(wú)功功率流動(dòng)。
圖17 三電平逆變器
在輸出與直流母線間增加1200v二極管后,該拓?fù)?見(jiàn)圖18)就可以輸出無(wú)功功率。同時(shí)也可以用作高效率的雙向逆變器,實(shí)現(xiàn)能量的反向變換。為了減小損耗,d3,d4推薦使用sic二極管。
圖18 可實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率輸出的npc拓?fù)淠孀兤?/p>
但由于1200v的sic價(jià)格過(guò)高,圖19所示的拓?fù)鋵?huì)是一種比較好的選擇。
圖19 可實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率輸出的npc拓?fù)淠孀兤?增加了2個(gè)sic二極管和4個(gè)si二極管)
這種拓?fù)渲皇褂昧藘蓚€(gè)600v的sic二極管(d4,d6)。d3和d5采用快速si二極管,d7和d8采用小型si二極管,用來(lái)防止sic二極管過(guò)壓損壞。
這里是否可能也全部采用mosfet來(lái)實(shí)現(xiàn)呢?答案是可以的,前提是需要把mosfet的體二極管旁路掉。這可以通過(guò)把上下半橋的輸出端子分開(kāi)并配上各自的濾波電感來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖20的電路拓?fù)淇梢蕴岣咴谳p載時(shí)的效率。
圖20 采用mosfet實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率輸出的npc拓?fù)淠孀兤?/p>
圖21是全采用mosfet方案和混合型方案在額定功率2kw時(shí)的效率比較。
圖21 全采用mosfet方案和混合型方案在額定功率2kw時(shí)的效率比較
其歐效可以從99.2%提高到99.4%。無(wú)功功率由1200v快速二極管通路實(shí)現(xiàn)。在選擇二極管時(shí),推薦使用sic二極管,這樣可以在反向變換時(shí),達(dá)到更高的效率。或者如圖22所示,d4和d6采用600v sic二極管,另外四個(gè)采用快恢復(fù)si二極管。
圖22 采用2個(gè)sic二極管、4個(gè)si二極管和分別輸出方式的npc逆變器拓?fù)?/p>
8 結(jié)束語(yǔ)
這些新的拓?fù)涫沟媚孀兤鞯男誓軌蜻_(dá)到更高的歐效等級(jí)。即使在輸出功率為0.4kw時(shí),我們?nèi)匀豢梢赃_(dá)到最高的效率,這也使得可以通過(guò)模塊并聯(lián)來(lái)進(jìn)一步提升系統(tǒng)容量。此時(shí)可以非常容易的計(jì)算出投資回報(bào)率,從而也顯示出效率等級(jí)在光伏逆變器應(yīng)用中的重要作用。
對(duì)無(wú)功功率輸出的改善同樣使得這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擁有以下特性和更廣泛的應(yīng)用:
(1) 線路無(wú)功補(bǔ)償;
(2) 高效電池充電,可應(yīng)用于后備電源系統(tǒng)、電動(dòng)交通工具和混合動(dòng)力汽車;
(3) 高效、高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
評(píng)論