專利名稱：消除直流輸入端紋波的單相逆變器及太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種消除直流輸入端紋波的單相逆變器及太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
很多可再生能源產(chǎn)生直流電，例如太陽(yáng)能光伏和化學(xué)電池。直流電通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換為固定頻率的正弦交流電，傳輸給電網(wǎng)或者離網(wǎng)使用。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器最近趨向于采用分布式的微型逆變器(微逆變器)。微型逆變器對(duì)每個(gè)直流光伏組件提供最大功率點(diǎn)控制，從而使每個(gè)直流光伏組件產(chǎn)生最大的能量，提高整個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。另外，微型逆變器還能產(chǎn)生交流低壓輸出，而不是中心式逆變器系統(tǒng)的高直流電壓輸出，提高了系統(tǒng)的安全性和工作效率。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)單相逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該單相逆變器100 連接在太陽(yáng)能板101和電網(wǎng)102之間，其可以包括直流檢測(cè)電路103、直流-直流轉(zhuǎn)換電路 104、直流-交流轉(zhuǎn)換電路105、交流檢測(cè)電路106以及電力轉(zhuǎn)換控制電路107。其中，直流檢測(cè)電路103與太陽(yáng)能板101相連接，用于檢測(cè)輸入的直流電信號(hào)(至少包括輸入電壓和電流)；交流檢測(cè)電路106與電網(wǎng)102相連接，用于檢測(cè)輸出的交流電信號(hào)(至少包括輸出電壓和電流)；直流-直流轉(zhuǎn)換電路104與直流檢測(cè)電路103相連接，用于對(duì)直流電信號(hào)進(jìn)行升壓與穩(wěn)壓；直流-交流轉(zhuǎn)換電路105分別與直流-直流轉(zhuǎn)換電路104和交流檢測(cè)電路 106相連接，用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電；以及電力轉(zhuǎn)換控制電路107分別與直流檢測(cè)電路 103、交流檢測(cè)電路106、直流-直流轉(zhuǎn)換電路104和直流-交流轉(zhuǎn)換電路105相連接，根據(jù)輸入電壓和電流以及輸出電壓和電流通過(guò)基準(zhǔn)電流控制開(kāi)關(guān)(未圖示)，使逆變器100產(chǎn)生與電網(wǎng)102的交流電壓同相位的輸出交流電。單相逆變器的一個(gè)基本特性是電源和負(fù)載間的能量傳輸包括平均能量和雙倍頻率的紋波。逆變器希望從直流電源獲取沒(méi)有紋波的直流電，然后將平均能量和紋波能量傳給輸出負(fù)載，這樣就要求逆變器里有能量存儲(chǔ)單元來(lái)處理紋波能量。在如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的單相逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖中，逆變器100產(chǎn)生和交流電網(wǎng)102能量同相的輸出功率， 所以輸出能量在零和峰值輸出功率之間震蕩。在逆變器100的輸出功率為零時(shí)，光伏組件的電流不流過(guò)逆變器100，所以給存儲(chǔ)電容(未圖示)充電；在逆變器100的輸出功率為峰值時(shí)，存儲(chǔ)電容放電補(bǔ)充光伏組件的功率，使峰值達(dá)到平均值的兩倍。所以，存儲(chǔ)電容的充放電形成了光伏組件提供的直流電之上附加的交流成分，叫做紋波功率。為管理雙倍頻率的紋波功率，能量需要被在兩倍的頻率存儲(chǔ)和釋放。為避免能量交換造成大的電壓紋波，需要使用大的電容C。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)單相反激逆變器的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該單相反激逆變器200的直流輸入端設(shè)置有大的電容C， 來(lái)減小能量存儲(chǔ)和釋放產(chǎn)生的紋波電壓。這里的單相反激逆變器200以單路反激為例，但兩路或多路地交錯(cuò)反激也是類似的情況。通常逆變器采用在直流主線的大容量電解電容作為被動(dòng)濾波器，但電解電容有多種失效模式，特別是紋波電流造成電容內(nèi)部自熱，減少壽命。主動(dòng)濾波電路被廣泛研究來(lái)替代被動(dòng)方法，通過(guò)分開(kāi)的能量變換電路來(lái)提供另一個(gè)紋波，該紋波抵消掉雙頻率紋波功率， 但該方法需要復(fù)雜的電路和控制方法。所以，需要能簡(jiǎn)單地消除單相逆變器中直流側(cè)輸入端的紋波功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種消除直流輸入端紋波的單相逆變器及太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)單地消除單相逆變器直流側(cè)輸入端的紋波功率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種消除直流輸入端紋波的單相逆變器，連接于直流輸入和交流輸出之間，包括直流檢測(cè)電路，與所述直流輸入相連接，用于檢測(cè)輸入的直流電信號(hào)；交流檢測(cè)電路，與所述交流輸出相連接，用于檢測(cè)輸出的交流電信號(hào)；直流-直流轉(zhuǎn)換電路，與所述直流檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)所述直流電信號(hào)進(jìn)行升壓；直流-交流轉(zhuǎn)換電路，分別與直流-直流轉(zhuǎn)換電路和交流檢測(cè)電路相連接，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換成所述交流電；電力轉(zhuǎn)換控制電路，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路、所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電壓和電流以及輸出的交流電壓和電流通過(guò)基準(zhǔn)電流控制開(kāi)關(guān)，使所述單相逆變器產(chǎn)生與所述交流電壓同相位的輸出交流電；以及紋波消除單元，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)消除所述單相逆變器直流輸入端的紋波；其中，所述紋波消除單元包括紋波控制器，分別與所述直流檢測(cè)電路和所述交流檢測(cè)電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)控制所述紋波消除單元的工作模式；能量?jī)?chǔ)存單元，與所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于儲(chǔ)存或者釋放所述直流輸入端的能量；以及能量?jī)?chǔ)存控制器，分別與所述紋波控制器和所述能量?jī)?chǔ)存單元相連接，用于根據(jù)所述紋波控制器的指令，控制所述能量?jī)?chǔ)存單元的開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放?？蛇x地，所述能量?jī)?chǔ)存單元為升壓-降壓雙向轉(zhuǎn)換器?？蛇x地，所述能量?jī)?chǔ)存單元包括所述轉(zhuǎn)換器的副邊線圈、電感、電容、第一開(kāi)關(guān)管、 第二開(kāi)關(guān)管、第一二極管和第二二極管，其中所述副邊線圈與所述轉(zhuǎn)換器的主邊線圈相耦合；所述電感的第一端與所述副邊線圈的第一端相連接，所述電感的第二端通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)管連接到所述電容的第一端；所述電容的第二端連接到所述副邊線圈的第二端；所述第一開(kāi)關(guān)管跨接在所述電感的第二端和所述副邊線圈的第二端之間；所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管分別通過(guò)所述能量?jī)?chǔ)存控制器控制其開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放；所述第一二極管和所述第二二極管分別并聯(lián)在所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管兩端，所述第一二極管的正極連接到所述副邊線圈的第二端，所述第一二極管的負(fù)極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的正極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的負(fù)極連接到所述電容的第一端?？蛇x地，所述紋波消除單元的工作模式包括充電模式和放電模式?？蛇x地，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器集成在同一電路里?？蛇x地，，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器以FPGA、 CPU、MCU、DSP 或者 ASIC 實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括一個(gè)或者多個(gè)單相逆變器， 所述單相逆變器連接于太陽(yáng)能板和電網(wǎng)之間，所述單相逆變器包括直流檢測(cè)電路，與所述太陽(yáng)能板相連接，用于檢測(cè)輸入的直流電信號(hào)；交流檢測(cè)電路，與所述電網(wǎng)相連接，用于檢測(cè)輸出的交流電信號(hào)；直流-直流轉(zhuǎn)換電路，與所述直流檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)所述直流電信號(hào)進(jìn)行升壓；直流-交流轉(zhuǎn)換電路，分別與直流-直流轉(zhuǎn)換電路和交流檢測(cè)電路相連接，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換成所述交流電；電力轉(zhuǎn)換控制電路，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路、所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電壓和電流以及輸出的交流電壓和電流通過(guò)基準(zhǔn)電流控制開(kāi)關(guān)，使所述單相逆變器產(chǎn)生與所述交流電壓同相位的輸出交流電；以及紋波消除單元，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)消除所述單相逆變器直流輸入端的紋波；其中，所述紋波消除單元包括紋波控制器，分別與所述直流檢測(cè)電路和所述交流檢測(cè)電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)控制所述紋波消除單元的工作模式；能量?jī)?chǔ)存單元，與所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于儲(chǔ)存或者釋放所述直流輸入端的能量；以及能量?jī)?chǔ)存控制器，分別與所述紋波控制器和所述能量?jī)?chǔ)存單元相連接，用于根據(jù)所述紋波控制器的指令，控制所述能量?jī)?chǔ)存單元的開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放?？蛇x地，所述能量?jī)?chǔ)存單元為升壓-降壓雙向轉(zhuǎn)換器。可選地，所述能量?jī)?chǔ)存單元包括所述轉(zhuǎn)換器的副邊線圈、電感、電容、第一開(kāi)關(guān)管、 第二開(kāi)關(guān)管、第一二極管和第二二極管，其中所述副邊線圈與所述轉(zhuǎn)換器的主邊線圈相耦合；所述電感的第一端與所述副邊線圈的第一端相連接，所述電感的第二端通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)管連接到所述電容的第一端；所述電容的第二端連接到所述副邊線圈的第二端；
所述第一開(kāi)關(guān)管跨接在所述電感的第二端和所述副邊線圈的第二端之間；所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管分別通過(guò)所述能量?jī)?chǔ)存控制器控制其開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放；所述第一二極管和所述第二二極管分別并聯(lián)在所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管兩端，所述第一二極管的正極連接到所述副邊線圈的第二端，所述第一二極管的負(fù)極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的正極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的負(fù)極連接到所述電容的第一端?？蛇x地，所述紋波消除單元的工作模式包括充電模式和放電模式?？蛇x地，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器集成在同一電路里?？蛇x地，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器以FPGA、 CPU、MCU、DSP 或者 ASIC 實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的單相逆變器增加了紋波消除單元，通過(guò)檢測(cè)紋波功率，控制能量?jī)?chǔ)存單元里轉(zhuǎn)換電路的工作模式。當(dāng)輸入直流功率高于輸出功率時(shí)，為充電模式，能量?jī)?chǔ)存單元儲(chǔ)存能量。當(dāng)輸入直流功率低于輸出功率時(shí)，為放電模式，能量?jī)?chǔ)存單元釋放能量補(bǔ)充給輸出端。通過(guò)控制紋波消除單元內(nèi)轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)關(guān)，電容上的電壓隨能量波形變化，其上的電壓和儲(chǔ)存的能量決定電容值，電容的能量可以被控制為等同于雙頻紋波功率，實(shí)現(xiàn)充放電，從而消除單相逆變器直流側(cè)輸入端的雙頻紋波。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)單相逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)單相反激逆變器的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器中的紋波消除單元工作于充電模式時(shí)的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器中的紋波消除單元工作于放電模式時(shí)的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的一系列工作波形的簡(jiǎn)單示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述地其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。消除直流輸入端紋波的單相逆變器的一個(gè)實(shí)施例圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該單相逆變器300連接于作為直流輸入的太陽(yáng)能板301和作為交流輸出的電網(wǎng)302之間。其中，單相逆變器300可以包括但不限于直流檢測(cè)電路303、交流檢測(cè)電路306、直流-直流轉(zhuǎn)換電路304、直流-交流轉(zhuǎn)換電路305、電力轉(zhuǎn)換控制電路307和紋波消除單元310。紋波消除單元310與直流-直流轉(zhuǎn)換電路304相耦合。在本實(shí)施例中，直流檢測(cè)電路303可以與太陽(yáng)能板301相連接，用于檢測(cè)輸入的直流電信號(hào)；交流檢測(cè)電路306可以與交流電網(wǎng)302相連接，用于檢測(cè)輸出的交流電信號(hào)；直流-直流轉(zhuǎn)換電路304可以與直流檢測(cè)電路303相連接，用于對(duì)直流電信號(hào)進(jìn)行升壓；直流-交流轉(zhuǎn)換電路305可以分別與直流-直流轉(zhuǎn)換電路304和交流檢測(cè)電路306相連接， 用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電；電力轉(zhuǎn)換控制電路307可以分別與直流檢測(cè)電路303、交流檢測(cè)電路306、直流-直流轉(zhuǎn)換電路304和直流-交流轉(zhuǎn)換電路305相連接，用于根據(jù)輸入的直流電壓和電流以及輸出的交流電壓和電流通過(guò)基準(zhǔn)電流控制開(kāi)關(guān)(未圖示)，使單相逆變器300產(chǎn)生與交流電壓同相位的輸出交流電；以及紋波消除單元310可以分別與直流檢測(cè)電路303、交流檢測(cè)電路306和直流-交流轉(zhuǎn)換電路305相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)消除單相逆變器300直流輸入端的紋波。其中，本實(shí)施例中的紋波消除單元310可以進(jìn)一步分解為包括紋波控制器311、能量?jī)?chǔ)存單元313和能量?jī)?chǔ)存控制器312。其中紋波控制器311可以分別與直流檢測(cè)電路303 和交流檢測(cè)電路306相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)控制紋波消除單元310的工作模式充電模式和放電模式；能量?jī)?chǔ)存單元313可以與直流-直流轉(zhuǎn)換電路304相連接，用于儲(chǔ)存或者釋放直流輸入端的能量；以及能量?jī)?chǔ)存控制器312可以分別與紋波控制器311和能量?jī)?chǔ)存單元313相連接，用于根據(jù)紋波控制器311的指令，控制能量?jī)?chǔ)存單元313的開(kāi)關(guān)，實(shí)行能量的儲(chǔ)存和釋放。紋波控制器311、能量?jī)?chǔ)存控制器312和電力轉(zhuǎn)換控制器307可以集成在同一電路里，例如以FPGA、CPU, MCU, DSP或者ASIC等形式實(shí)現(xiàn)。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在該單相反激逆變器400中，能量?jī)?chǔ)存單元413為升壓-降壓雙向轉(zhuǎn)換器，其可以包括轉(zhuǎn)換器的副邊線圈Tr、電感Lr、儲(chǔ)能電容Cr、第一MOS開(kāi)關(guān)管Qrl、第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2、第一二極管Drl (第一二極管Drl也可以就是第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl的體二極管)和第二二極管Dr2 (第二二極管Dr2也可以就是第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2的體二極管)。在本實(shí)施例中，副邊線圈Tr可以與轉(zhuǎn)換器的主邊線圈相耦合；電感Lr的第一端可以與副邊線圈Tr的第一端相連接，電感Lr的第二端可以通過(guò)第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2連接到電容Cr的第一端；電容Cr的第二端可以連接到副邊線圈Tr的第二端；第一 MOS開(kāi)關(guān)管 Qrl跨接在電感Lr的第二端和副邊線圈Tr的第二端之間；第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl和第二 MOS 開(kāi)關(guān)管Qr2分別通過(guò)能量?jī)?chǔ)存控制器412控制其開(kāi)關(guān)，實(shí)行能量的儲(chǔ)存和釋放；第一二極管 Drl和第二二極管Dr2分別并聯(lián)在第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl和第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2兩端，第一二極管Drl的正極連接到副邊線圈Tr的第二端，第一二極管Drl的負(fù)極連接到電感Lr的第二端，第二二極管Dr2的正極連接到電感Lr的第二端，第二二極管Dr2的負(fù)極連接到電容 Cr的第一端。在圖4所示的單相反激逆變器400中，當(dāng)?shù)诙?MOS開(kāi)關(guān)管Qr2保持關(guān)閉，這個(gè)轉(zhuǎn)換器是由變壓器Tr到電容Cr的升壓器；當(dāng)?shù)谝?MOS開(kāi)關(guān)管Qrl保持關(guān)閉，這個(gè)轉(zhuǎn)換器是由電容Cr到變壓器Tr的降壓器。紋波消除單元內(nèi)的儲(chǔ)能電容Cr與逆變器400的輸入端隔離，可以達(dá)到更高的電壓，從而對(duì)于相同的能量可以使用更小的電容。下面對(duì)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的工作原理作進(jìn)一步地詳細(xì)介紹。對(duì)于平均輸出功率Po和交流頻率f，如果忽略轉(zhuǎn)換損耗，輸入功率由直流部分Pdc 和雙倍電網(wǎng)頻率的紋波組成。直流電源只提供直流部分Po，所以能量?jī)?chǔ)存單元需要提供雙頻部分Po C0S(2wt)。假設(shè)輸出功率為p。(t)，當(dāng)p。(t) >Po時(shí)，能量?jī)?chǔ)存單元釋放能量給輸出；當(dāng)P。(t) < Po時(shí)，能量?jī)?chǔ)存單元儲(chǔ)存直流電源來(lái)的多余的能量。紋波消除單元的充電模式p。(t) < Po，能量?jī)?chǔ)存單元儲(chǔ)存直流電源來(lái)的多余的能量Po-p。(t)。圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器中的紋波消除單元工作于充電模式時(shí)的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，當(dāng)?shù)诙﨧OS開(kāi)關(guān)管Qr2關(guān)閉，能量?jī)?chǔ)存單元是一個(gè)由變壓器Tr的一個(gè)線圈到電容Cr的升壓電路。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q導(dǎo)通， 和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl關(guān)閉時(shí)，直流電源DC的能量?jī)?chǔ)存到主變壓器的原邊，同時(shí)電感Lr內(nèi)的電能通過(guò)第二二極管Dr2傳輸給電容Cr。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q關(guān)閉，和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl導(dǎo)通時(shí)，主變壓器里的電能同時(shí)傳輸給交流輸出和能量?jī)?chǔ)存單元內(nèi)的電感Lr。主開(kāi)關(guān)Q和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，都是工作在高頻，比如IOOkHz 1MHz。通過(guò)升壓電路，電容Cr上的電壓高于變壓器Tr的輸出，升壓的比例可通過(guò)第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl開(kāi)關(guān)的占空比來(lái)控制。紋波消除單元的放電模式p。(t) > Po，能量?jī)?chǔ)存單元釋放儲(chǔ)存的電能，補(bǔ)充給輸出p。(t)-Po。圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器中的紋波消除單元工作于放電模式時(shí)的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，當(dāng)?shù)谝?MOS開(kāi)關(guān)管Qrl 關(guān)閉，能量?jī)?chǔ)存單元是電容Cr到變壓器Tr的降壓電路。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q關(guān)閉，和第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2導(dǎo)通時(shí)，電容Cr內(nèi)的能量Pr傳輸給電感Lr，同時(shí)變壓器內(nèi)的能量傳輸給輸出端。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q導(dǎo)通，和第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2關(guān)閉時(shí)，電感Lr中的能量ft·通過(guò)第一二極管Drl傳輸給變壓器Tr。主開(kāi)關(guān)Q和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，都是工作在高頻，比如 IOOkHz IMHz。通過(guò)降壓電路，電容Cr上的電壓高于變壓器Tr的輸出，降壓的比例可通過(guò)第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2開(kāi)關(guān)的占空比來(lái)控制。圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的一系列工作波形的簡(jiǎn)單示意圖。如圖所示，從上往下依次為單相逆變器的輸出電壓和電流波形、功率波形、第一開(kāi)關(guān)管Qrl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第二開(kāi)關(guān)管Qr2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和主開(kāi)關(guān)Q的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。其中主開(kāi)關(guān)Q、第一開(kāi)關(guān)管Qrl和第二開(kāi)關(guān)管Qr2的開(kāi)關(guān)控制如上描述。在本實(shí)施例中，控制能量?jī)?chǔ)存單元的工作模式的方式至少有如下三種一種為比較即時(shí)輸出功率p。(t)與平均輸出功率Po。交流檢測(cè)電路檢測(cè)輸出電壓和電流，計(jì)算即時(shí)輸出功率P。(t)和平均輸出功率Po。比較輸出功率p。(t)和平均輸出功率Po來(lái)控制工作模式。當(dāng)p。(t) > Po時(shí)，為放電模式；當(dāng)ρ。(t) < Po時(shí)，為充電模式。一種為比較即時(shí)輸入功率pin(t)與平均輸入功率Pdc。直流檢測(cè)電路檢測(cè)輸入電壓和電流，計(jì)算即時(shí)輸入功率Pin(t)和平均輸入功率Pdc。比較輸入功率Pin(t)和平均輸入功率Pdc來(lái)控制工作模式。當(dāng)Pin(t) > Pdc時(shí)，為放電模式。當(dāng)Pin(t) < Pdc時(shí)，為充電模式。另一種為使用交流過(guò)零點(diǎn)控制。交流檢測(cè)電路檢測(cè)電壓過(guò)零點(diǎn)，設(shè)為0相位，則 + η/4相位點(diǎn)為紋波消除模式的轉(zhuǎn)變點(diǎn)。如果在過(guò)零點(diǎn)電壓由負(fù)到正，紋波控制由充電模式變換為放電模式。如果在過(guò)零點(diǎn)電壓由正到負(fù)，紋波控制由放電模式變換為充電模式。具有消除直流輸入端紋波的單相逆變器的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，包括一個(gè)或者多個(gè)單相逆變器， 該單相逆變器連接于太陽(yáng)能板和電網(wǎng)之間。下面還是借助圖3至圖7對(duì)本發(fā)明的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，尤其是其中的單相逆變器作詳細(xì)描述。圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該單相逆變器300連接于太陽(yáng)能板301和電網(wǎng)302之間。其中，單相逆變器 300可以包括但不限于直流檢測(cè)電路303、交流檢測(cè)電路306、直流-直流轉(zhuǎn)換電路304、直流-交流轉(zhuǎn)換電路305、電力轉(zhuǎn)換控制電路307和紋波消除單元310。紋波消除單元310與直流-直流轉(zhuǎn)換電路304相耦合。在本實(shí)施例中，直流檢測(cè)電路303可以與太陽(yáng)能板301相連接，用于檢測(cè)輸入的直流電信號(hào)；交流檢測(cè)電路306可以與交流電網(wǎng)302相連接，用于檢測(cè)輸出的交流電信號(hào)；直流-直流轉(zhuǎn)換電路304可以與直流檢測(cè)電路303相連接，用于對(duì)直流電信號(hào)進(jìn)行升壓；直流-交流轉(zhuǎn)換電路305可以分別與直流-直流轉(zhuǎn)換電路304和交流檢測(cè)電路306相連接， 用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電；電力轉(zhuǎn)換控制電路307可以分別與直流檢測(cè)電路303、交流檢測(cè)電路306、直流-直流轉(zhuǎn)換電路304和直流-交流轉(zhuǎn)換電路305相連接，用于根據(jù)輸入的直流電壓和電流以及輸出的交流電壓和電流通過(guò)基準(zhǔn)電流控制開(kāi)關(guān)(未圖示)，使單相逆變器300產(chǎn)生與交流電壓同相位的輸出交流電；以及紋波消除單元310可以分別與直流檢測(cè)電路303、交流檢測(cè)電路306和直流-交流轉(zhuǎn)換電路305相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)消除單相逆變器300直流輸入端的紋波。其中，本實(shí)施例中的紋波消除單元310可以進(jìn)一步分解為包括紋波控制器311、能量?jī)?chǔ)存單元313和能量?jī)?chǔ)存控制器312。其中紋波控制器311可以分別與直流檢測(cè)電路303 和交流檢測(cè)電路306相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)控制紋波消除單元310的工作模式充電模式和放電模式；能量?jī)?chǔ)存單元313可以與直流-直流轉(zhuǎn)換電路304相連接，用于儲(chǔ)存或者釋放直流輸入端的能量；以及能量?jī)?chǔ)存控制器312可以分別與紋波控制器311和能量?jī)?chǔ)存單元313相連接，用于根據(jù)紋波控制器311的指令，控制能量?jī)?chǔ)存單元313的開(kāi)關(guān)，實(shí)行能量的儲(chǔ)存和釋放。紋波控制器311、能量?jī)?chǔ)存控制器312和電力轉(zhuǎn)換控制器307可以集成在同一電路里，例如以FPGA、CPU, MCU, DSP或者ASIC等形式實(shí)現(xiàn)。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在該單相反激逆變器400中，能量?jī)?chǔ)存單元413為升壓-降壓雙向轉(zhuǎn)換器，其可以包括轉(zhuǎn)換器的副邊線圈Tr、電感Lr、儲(chǔ)能電容Cr、第一MOS開(kāi)關(guān)管Qrl、第二MOS開(kāi)關(guān)管Qr2、第一二極管Drl (第一二極管Drl也可以就是第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl的體二極管)和第二二極管Dr2 (第二二極管Dr2也可以就是第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2的體二極管)。在本實(shí)施例中，副邊線圈Tr可以與轉(zhuǎn)換器的主邊線圈相耦合；電感Lr的第一端可以與副邊線圈Tr的第一端相連接，電感Lr的第二端可以通過(guò)第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2連接到電容Cr的第一端；電容Cr的第二端可以連接到副邊線圈Tr的第二端；第一 MOS開(kāi)關(guān)管 Qrl跨接在電感Lr的第二端和副邊線圈Tr的第二端之間；第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl和第二 MOS 開(kāi)關(guān)管Qr2分別通過(guò)能量?jī)?chǔ)存控制器412控制其開(kāi)關(guān)，實(shí)行能量的儲(chǔ)存和釋放；第一二極管 Drl和第二二極管Dr2分別并聯(lián)在第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl和第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2兩端，第一二極管Drl的正極連接到副邊線圈Tr的第二端，第一二極管Drl的負(fù)極連接到電感Lr的第二端，第二二極管Dr2的正極連接到電感Lr的第二端，第二二極管Dr2的負(fù)極連接到電容 Cr的第一端。在圖4所示的單相反激逆變器400中，當(dāng)?shù)诙?MOS開(kāi)關(guān)管Qr2保持關(guān)閉，這個(gè)轉(zhuǎn)換器是由變壓器Tr到電容Cr的升壓器；當(dāng)?shù)谝?MOS開(kāi)關(guān)管Qrl保持關(guān)閉，這個(gè)轉(zhuǎn)換器是由電容Cr到變壓器Tr的降壓器。紋波消除單元內(nèi)的儲(chǔ)能電容Cr與逆變器400的輸入端隔離，可以達(dá)到更高的電壓，從而對(duì)于相同的能量可以使用更小的電容。下面對(duì)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的工作原理作進(jìn)一步地詳細(xì)介紹。對(duì)于平均輸出功率Po和交流頻率f，如果忽略轉(zhuǎn)換損耗，輸入功率由直流部分Pdc 和雙倍電網(wǎng)頻率的紋波組成。直流電源只提供直流部分Po，所以能量?jī)?chǔ)存單元需要提供雙頻部分Po C0S(2wt)。假設(shè)輸出功率為p。(t)，當(dāng)p。(t) >Po時(shí)，能量?jī)?chǔ)存單元釋放能量給輸出；當(dāng)P。(t) < Po時(shí)，能量?jī)?chǔ)存單元儲(chǔ)存直流電源來(lái)的多余的能量。紋波消除單元的充電模式p。(t) < Po，能量?jī)?chǔ)存單元儲(chǔ)存直流電源來(lái)的多余的能量Po-p。(t)。圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器中的紋波消除單元工作于充電模式時(shí)的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，當(dāng)?shù)诙﨧OS開(kāi)關(guān)管Qr2關(guān)閉，能量?jī)?chǔ)存單元是一個(gè)由變壓器Tr的一個(gè)線圈到電容Cr的升壓電路。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q導(dǎo)通， 和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl關(guān)閉時(shí)，直流電源DC的能量?jī)?chǔ)存到主變壓器的原邊，同時(shí)電感Lr內(nèi)的電能通過(guò)第二二極管Dr2傳輸給電容Cr。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q關(guān)閉，和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl導(dǎo)通時(shí)，主變壓器里的電能同時(shí)傳輸給交流輸出和能量?jī)?chǔ)存單元內(nèi)的電感Lr。主開(kāi)關(guān)Q和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，都是工作在高頻，比如IOOkHz 1MHz。通過(guò)升壓電路，電容Cr上的電壓高于變壓器Tr的輸出，升壓的比例可通過(guò)第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl開(kāi)關(guān)的占空比來(lái)控制。紋波消除單元的放電模式p。(t) > Po，能量?jī)?chǔ)存單元釋放儲(chǔ)存的電能，補(bǔ)充給輸出p。(t)-Po。圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相反激逆變器中的紋波消除單元工作于放電模式時(shí)的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，當(dāng)?shù)谝?MOS開(kāi)關(guān)管Qrl 關(guān)閉，能量?jī)?chǔ)存單元是電容Cr到變壓器Tr的降壓電路。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q關(guān)閉，和第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2導(dǎo)通時(shí)，電容Cr內(nèi)的能量Pr傳輸給電感Lr，同時(shí)變壓器內(nèi)的能量傳輸給輸出端。當(dāng)主開(kāi)關(guān)Q導(dǎo)通，和第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2關(guān)閉時(shí)，電感Lr中的能量ft·通過(guò)第一二極管Drl傳輸給變壓器Tr。主開(kāi)關(guān)Q和第一 MOS開(kāi)關(guān)管Qrl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，都是工作在高頻，比如。通過(guò)降壓電路，電容Cr上的電壓高于變壓器Tr的輸出，降壓的比例可通過(guò)第二 MOS開(kāi)關(guān)管Qr2開(kāi)關(guān)的占空比來(lái)控制。圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消除直流輸入端紋波的單相逆變器的一系列工作波形的簡(jiǎn)單示意圖。如圖所示，從上往下依次為單相逆變器的輸出電壓和電流波形、功率波形、第一開(kāi)關(guān)管Qrl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第二開(kāi)關(guān)管Qr2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和主開(kāi)關(guān)Q的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。其中主開(kāi)關(guān)Q、第一開(kāi)關(guān)管Qrl和第二開(kāi)關(guān)管Qr2的開(kāi)關(guān)控制如上描述。在本實(shí)施例中，控制能量?jī)?chǔ)存單元的工作模式的方式至少有如下三種一種為比較即時(shí)輸出功率p。(t)與平均輸出功率Po。交流檢測(cè)電路檢測(cè)輸出電壓和電流，計(jì)算即時(shí)輸出功率P。(t)和平均輸出功率Po。比較輸出功率p。(t)和平均輸出功率Po來(lái)控制工作模式。當(dāng)p。(t) > Po時(shí)，為放電模式；當(dāng)P。(t) < Po時(shí)，為充電模式。一種為比較即時(shí)輸入功率pin(t)與平均輸入功率Pdc。直流檢測(cè)電路檢測(cè)輸入電壓和電流，計(jì)算即時(shí)輸入功率Pin(t)和平均輸入功率Pdc。比較輸入功率Pin(t)和平均輸入功率Pdc來(lái)控制工作模式。當(dāng)Pin(t) > Pdc時(shí)，為放電模式。當(dāng)Pin(t) < Pdc時(shí)，為充電模式。另一種為使用交流過(guò)零點(diǎn)控制。交流檢測(cè)電路檢測(cè)電壓過(guò)零點(diǎn)，設(shè)為0相位，則 + η/4相位點(diǎn)為紋波消除模式的轉(zhuǎn)變點(diǎn)。如果在過(guò)零點(diǎn)電壓由負(fù)到正，紋波控制由充電模式變換為放電模式。如果在過(guò)零點(diǎn)電壓由正到負(fù)，紋波控制由放電模式變換為充電模式。本發(fā)明的單相逆變器增加了紋波消除單元，通過(guò)檢測(cè)紋波功率，控制能量?jī)?chǔ)存單元里轉(zhuǎn)換電路的工作模式。當(dāng)輸入直流功率高于輸出功率時(shí)，為充電模式，能量?jī)?chǔ)存單元儲(chǔ)存能量。當(dāng)輸入直流功率低于輸出功率時(shí)，為放電模式，能量?jī)?chǔ)存單元釋放能量補(bǔ)充給輸出端。通過(guò)控制紋波消除單元內(nèi)轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)關(guān)，電容上的電壓隨能量波形變化，其上的電壓和儲(chǔ)存的能量決定電容值，電容的能量可以被控制為等同于雙頻紋波功率，實(shí)現(xiàn)充放電，從而消除單相逆變器直流側(cè)輸入端的雙頻紋波。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種消除直流輸入端紋波的單相逆變器，連接于直流輸入和交流輸出之間，包括 直流檢測(cè)電路，與所述直流輸入相連接，用于檢測(cè)輸入的直流電信號(hào)；交流檢測(cè)電路，與所述交流輸出相連接，用于檢測(cè)輸出的交流電信號(hào)； 直流-直流轉(zhuǎn)換電路，與所述直流檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)所述直流電信號(hào)進(jìn)行升壓； 直流-交流轉(zhuǎn)換電路，分別與直流-直流轉(zhuǎn)換電路和交流檢測(cè)電路相連接，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換成所述交流電；電力轉(zhuǎn)換控制電路，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路、所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電壓和電流以及輸出的交流電壓和電流通過(guò)基準(zhǔn)電流控制開(kāi)關(guān)，使所述單相逆變器產(chǎn)生與所述交流電壓同相位的輸出交流電；以及紋波消除單元，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)消除所述單相逆變器直流輸入端的紋波；其中，所述紋波消除單元包括紋波控制器，分別與所述直流檢測(cè)電路和所述交流檢測(cè)電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)控制所述紋波消除單元的工作模式；能量?jī)?chǔ)存單元，與所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于儲(chǔ)存或者釋放所述直流輸入端的能量；以及能量?jī)?chǔ)存控制器，分別與所述紋波控制器和所述能量?jī)?chǔ)存單元相連接，用于根據(jù)所述紋波控制器的指令，控制所述能量?jī)?chǔ)存單元的開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相逆變器，其特征在于，所述能量?jī)?chǔ)存單元為升壓-降壓雙向轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相逆變器，其特征在于，所述能量?jī)?chǔ)存單元包括所述轉(zhuǎn)換器的副邊線圈、電感、電容、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一二極管和第二二極管，其中所述副邊線圈與所述轉(zhuǎn)換器的主邊線圈相耦合；所述電感的第一端與所述副邊線圈的第一端相連接，所述電感的第二端通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)管連接到所述電容的第一端；所述電容的第二端連接到所述副邊線圈的第二端； 所述第一開(kāi)關(guān)管跨接在所述電感的第二端和所述副邊線圈的第二端之間； 所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管分別通過(guò)所述能量?jī)?chǔ)存控制器控制其開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放；所述第一二極管和所述第二二極管分別并聯(lián)在所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管兩端，所述第一二極管的正極連接到所述副邊線圈的第二端，所述第一二極管的負(fù)極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的正極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的負(fù)極連接到所述電容的第一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的單相逆變器，其特征在于，所述紋波消除單元的工作模式包括充電模式和放電模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的單相逆變器，其特征在于，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器集成在同一電路里。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單相逆變器，其特征在于，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器以FPGA、CPU、MCU、DSP或者ASIC實(shí)現(xiàn)。
7.一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括一個(gè)或者多個(gè)單相逆變器，所述單相逆變器連接于太陽(yáng)能板和電網(wǎng)之間，所述單相逆變器包括直流檢測(cè)電路，與所述太陽(yáng)能板相連接，用于檢測(cè)輸入的直流電信號(hào)； 交流檢測(cè)電路，與所述電網(wǎng)相連接，用于檢測(cè)輸出的交流電信號(hào)； 直流-直流轉(zhuǎn)換電路，與所述直流檢測(cè)電路相連接，用于對(duì)所述直流電信號(hào)進(jìn)行升壓； 直流-交流轉(zhuǎn)換電路，分別與直流-直流轉(zhuǎn)換電路和交流檢測(cè)電路相連接，用于將所述直流電轉(zhuǎn)換成所述交流電；電力轉(zhuǎn)換控制電路，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路、所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電壓和電流以及輸出的交流電壓和電流通過(guò)基準(zhǔn)電流控制開(kāi)關(guān)，使所述單相逆變器產(chǎn)生與所述交流電壓同相位的輸出交流電；以及紋波消除單元，分別與所述直流檢測(cè)電路、所述交流檢測(cè)電路和所述直流-交流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)消除所述單相逆變器直流輸入端的紋波；其中，所述紋波消除單元包括紋波控制器，分別與所述直流檢測(cè)電路和所述交流檢測(cè)電路相連接，用于根據(jù)輸入的直流電信號(hào)和輸出的交流電信號(hào)控制所述紋波消除單元的工作模式；能量?jī)?chǔ)存單元，與所述直流-直流轉(zhuǎn)換電路相連接，用于儲(chǔ)存或者釋放所述直流輸入端的能量；以及能量?jī)?chǔ)存控制器，分別與所述紋波控制器和所述能量?jī)?chǔ)存單元相連接，用于根據(jù)所述紋波控制器的指令，控制所述能量?jī)?chǔ)存單元的開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述能量?jī)?chǔ)存單元為升壓-降壓雙向轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述能量?jī)?chǔ)存單元包括所述轉(zhuǎn)換器的副邊線圈、電感、電容、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一二極管和第二二極管， 其中所述副邊線圈與所述轉(zhuǎn)換器的主邊線圈相耦合；所述電感的第一端與所述副邊線圈的第一端相連接，所述電感的第二端通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)管連接到所述電容的第一端；所述電容的第二端連接到所述副邊線圈的第二端； 所述第一開(kāi)關(guān)管跨接在所述電感的第二端和所述副邊線圈的第二端之間； 所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管分別通過(guò)所述能量?jī)?chǔ)存控制器控制其開(kāi)關(guān)，實(shí)行所述能量的儲(chǔ)存和釋放；所述第一二極管和所述第二二極管分別并聯(lián)在所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管兩端，所述第一二極管的正極連接到所述副邊線圈的第二端，所述第一二極管的負(fù)極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的正極連接到所述電感的第二端，所述第二二極管的負(fù)極連接到所述電容的第一端。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述紋波消除單元的工作模式包括充電模式和放電模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器集成在同一電路里。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述紋波控制器、所述能量?jī)?chǔ)存控制器和所述電力轉(zhuǎn)換控制器以FPGA、CPU、MCU、DSP或者ASIC實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種消除直流輸入端紋波的單相逆變器，連于直流輸入和交流輸出間，包括直流檢測(cè)電路；交流檢測(cè)電路；直流-直流轉(zhuǎn)換電路；直流-交流轉(zhuǎn)換電路；電力轉(zhuǎn)換控制電路；紋波消除單元，根據(jù)輸入直流電信號(hào)和輸出交流電信號(hào)消除直流輸入端的紋波；其中，紋波消除單元包括紋波控制器，根據(jù)輸入直流電信號(hào)和輸出交流電信號(hào)控制紋波消除單元的工作模式；能量?jī)?chǔ)存單元，儲(chǔ)存或釋放直流輸入端的能量；能量?jī)?chǔ)存控制器，控制能量?jī)?chǔ)存單元的開(kāi)關(guān)。本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明利用紋波消除單元檢測(cè)紋波功率，控制轉(zhuǎn)換電路的工作模式，電容上的電壓隨能量波形變化，可被控制為等于紋波功率，實(shí)現(xiàn)充放電，消除直流輸入端的紋波。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102255482SQ201110188748
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者羅宇浩 申請(qǐng)人:浙江昱能光伏科技集成有限公司