载与滤波电容Cf并联连接，开关器件结电容Csi接于开关器件S 4勺集电极和发射极之间、开关器件S2的结电容Cs2接于开关器件S 2的集电极和发射极之间、二极管D:的结电容C 二极管D:并联连接、二极管02的结电容C ^与二极管D 2并联连接。
[0013]Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪。为简化分析，做如下假设:1、由于逆变器的开关频率远远高于输出电压频率，假定逆变器输出电压Uci在一个开关周期内恒定不变；2、直流侧储能电容CjP C2的电压是均等的，皆为U ιη;3、直流滤波电感L dcl=Ldc2；4,在一个开关周期内开关器件S1导通期间，由于流过直流滤波电感L μ的电流i 远小于流过直流滤波电感I^1的电流i &:，故可以认为L-和La。串联分压，三电感交点电压Ud为定值 -1U(Uin-Uci)LjadJLj ;同理在 S1 关断期间，Ud的值为 -Uc1-(U1JUci)LjadJLj。
[0014]图2所示为各电感电流和输出电压的波形示意图。由于电感电流和输出电压相位不同，在一个逆变器输出周期内，包括负向能量回馈阶段、正向能量传递阶段、正向能量回馈阶段和负向能量传递阶段4个阶段，各阶段又包含若干工作模式；其中负向能量回馈阶段和正向能量传递阶段的交流滤波电感电流均为正，开关器件S1工作，S2F工作。以交流滤波电感电流iu。为正时逆变器工作状态进行分析，i U。为负时逆变器的工作状态类似。由于占空比和负载的变化，开关器件31导通期间直流滤波电感Lm的电流i 会出现断续和连续两种情况。^2断续情况下关键波形图3所示；i &2连续时的关键波形如图4所示，其工作模态分析见i&2断续情况的模态分析，不再叙述。
[0015]断续情况下可分为6个工作区间，下面结合图3所示关键波形详细分析各工作模态。
[0016]1、工作模态Utft1]:在t。时刻开关器件S1导通，S2, DjP D2均关断，输入电源2Uin、Ldcl, Lm和结电容C S2构成的回路对C S2充电，C ^经L dcn Lm进行放电，电感电流i _、
谐振上升，Cs2两端电压上升，C D2两端电压下降。直至C D2电压下降为零，Cs2电压上升为2Uin时该工作模态结束。
[0017]2、工作模态2 [t「t2]:在h时刻C D2两端电压下降为零后，D 2自然导通续流，此时，S1依然导通，S 2和D通关断，电流i _线性上升，电流i &2线性下降；电流i 下降为零该工作模态结束。
[0018]3、工作模态3[t2_t3]:在^时刻电流i旧下降为零，此时D2关断，电容CD2、Cs2和电感。谐振，由于L dcl<Lac,因此^2可以近似为零。当开关器件S i关断，该工作模态结束。
[0019]4、工作模态4[t3_t4]:在t3时刻开关器件S1关断，D:导通续流，S 2、SjP D 2均关断，Cd2经输入电源2Uin、Ldcl, Ldc2和D1回路进行充电，C 52经L dcn Ldc2和D1回路进行放电，Lm电流反向谐振上升，C D2两端电压上升，Cs2两端电压下降；直至Cs2电压下降为零，C D2电压上升为2Uin时该工作模态结束。
[0020]5、工作模态5[t4_t5]:在t4时刻C S2两端电压下降为零，开关器件S 2体二极管D S2导通续流，此时，D1依然导通，S 1、S2和D2均关断；电流i _线性下降，i _反向线性下降；紅&2为零时该工作模态结束。
[0021]6、工作模态6[t5_t6]:在t5时刻i _为零，电容C D2、Cs2和电感L &谐振，开关器件 S1导通时该模态结束。
【主权项】
1.一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置，其特征在于，包括光伏阵列、Boost升压电路、三电感双Buck逆变器，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为负载供电；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(^和C 2;三电感双Buck逆变器包括开关器件S 1及其反并联二极管DS1、开关器件Si的结电容C S1、开关器件S2及其反并联二极管D S2、开关器件S2的结电容C S2、二极管Di及其结电容C D1、二极管D2及其结电容C D2、直流滤波电感L&和Lm、交流滤波电感La。、滤波电容Cf、负载；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Q的一端、开关器件S:的集电极、反并联二极管D S1的阴极、二极管D 2的阴极相连，直流侧储能电容Q的另一端与直流侧储能电容C 2的一端相连并接地，直流侧储能电容C2的另一端与Boost升压电路开关器件S。的发射极、二极管D:的阳极、滤波电容C f的一端、开关器件32的发射极、反并联二极管DS2的阳极、光伏阵列输出负极相连，开关器件S 1的发射极与反并联二极管DS1的阳极、二极管口:的阴极、直流滤波电感L&的一端相连，直流滤波电感L&的另一端与直流滤波电感L 的一端、交流滤波电感L a。的一端相连，直流滤波电感。的另一端与二极管D 2的阳极、开关器件S 2的集电极、反并联二极管D S2的阴极相连，交流滤波电感La。的另一端与滤波电容C f的另一端相连，负载与滤波电容C f并联连接，开关器件结电容CS1接于开关器件S:的集电极和发射极之间、开关器件32的结电容CS2接于开关器件32的集电极和发射极之间、二极管D:的结电容C ^与二极管D:并联连接、二极管02的结电容C ^与二极管D 2并联连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置，包括光伏阵列、Boost升压电路、三电感双Buck逆变器。Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪；双Buck逆变器采用三电感双Buck逆变器，交流滤波电感正负半周期交替运行提高了滤波电感磁芯的利用率，有效地减小了整个光伏发电装置的体积重量；两个直流滤波电感进一步提高磁性元件的利用率，同时还减小逆变器的附加损耗，从而提高了光伏发电的效率和可靠性。
【IPC分类】H02S40/32
【公开号】CN204928737
【申请号】CN201520556360
【发明人】张庆海, 李洪博, 刘安华, 蔡军, 刘英倩, 孔鹏, 鲍景宽, 郭维明, 顾卫山, 董海涛, 张蕊, 孙新生, 张涛, 张斌, 郭亚峰
【申请人】国网山东省电力公司聊城供电公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月29日