本发明公开了一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，所述光伏并网逆变器包括主反激变换器、功率解耦变换器、逆变电路和输出滤波电路；本发明实现了光伏并网逆变器输出功率与光伏组件输出功率之间的解耦，使得在光伏并网逆变器直流输入侧采用小容量的非电解电容就可以实现光伏组件输出的直流稳压作用，提高了光伏组件的最大功率点跟踪(MPPT)效率；而且用可靠性高的非电解电容取代了电解电容，解决了光伏并网逆变器由于使用电解电容而导致逆变器整体使用寿命较低的难题；同时能够对变压器漏感能量实现吸收回馈，并且实现了主反激变换器高频工作开关管的软开关，提高了逆变器的转换效率。
1.一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，其特征在于：包括主反激变换器(20)、功率解耦变换器(10)、第一级滤波电容(Co)、逆变电路(30)和输出滤波电路(40)；
光伏组件的输出电压经过一个与光伏组件输出端并联的直流侧输入电容(Cin)后分别与主反激变换器(20)的输入端、功率解耦变换器(10)的输入端连接，所述主反激变换器(20)的输出端与所述功率解耦变换器(10)的输出端互相连接并与第一级滤波电容(Co)的输入端连接，所述第一级滤波电容(Co)的输出端与逆变电路(30)的输入端连接，所述逆变电路(30)的输出端与输出滤波电路(40)的输入端连接；所述主反激变换器(20)包括主反激变换器主开关管(Sm2)、主反激变换器变压器(T2)、主反激变换器二次侧输出整流二极管(D3)、主反激变换器有源钳位开关管(Sc2)和主反激变换器有源钳位电容(Cc2)；所述主反激变换器变压器(T2)的一次侧绕组同名端与光伏组件输出电压的正极端和所述直流侧输入电容(Cin)的一端以及所述主反激变换器有源钳位开关管(Sc2)的漏极相连，所述主反激变换器的变压器(T2)的一次侧绕组的非同名端与所述反激变换器主开关管(Sm2)的漏极及所述主反激变换器有源钳位电容(Cc2)的一端相连，所述主反激变换器有源钳位电容(Cc2)的另一端与所述主反激变换器有源钳位开关管(Sc2)的源极相连，所述主反激变换器主开关管(Sm2)的源极与所述直流侧输入电容(Cin)的另一端和所述功率解耦变换器主开关管(Sm1)的源极以及光伏组件输出电压的负极端相连接，所述主反激变换器变压器(T2)二次侧绕组的非同名端与所述主反激变换器二次侧输出整流二极管(D3)的阳极连接，所述主反激变换器二次侧输出整流二极管(D3)的阴极与所述第一级滤波电容(Co)的一端和所述功率解耦变换器(10)变压器二次侧同名端相连，所述主反激变换器(20)二次侧绕组同名端与所述第一级滤波电容(Co)的另一端以及所述逆变电路(30)连接。
2.根据权利要求1所述的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，其特征在于：所述功率解耦变换器(10)包括功率解耦变换器输入二极管(Ds)、漏感能量回馈电容(Cs)、功率解耦变换器主开关管(Sm1)、功率解耦变换器变压器(T1)、功率解耦变换器二次侧输出整流二极管(D1)、功率解耦变换器二次侧输出开关管(SD1)、功率解耦变换器解耦开关管(Sc1)和功率解耦电容(Cc1)；所述功率解耦变换器输入二极管(Ds)的阳极与光伏组件输出电压的正极端及所述漏感能量回馈电容(Cs)的一端相连接，功率解耦变换器输入二极管(Ds)的阴极与所述漏感能量回馈电容(Cs)的另一端及所述功率解耦变换器变压器(T1)同名端以及所述功率解耦变换器解耦开关管(Sc1)的漏极相连接，所述功率解耦变换器变压器(T1)的一次侧绕组的非同名端与所述功率解耦变换器主开关管(Sm1)的漏极及所述功率解耦电容(Cc1)的一端相连，所述功率解耦电容(Cc1)的另一端与所述功率解耦变换器解耦开关管(Sc1)的源极相连，所述功率解耦变换器主开关管(Sm1)的源极与所述直流侧输入电容(Cin)的另一端和所述主反激变换器主开关管(Sm2)的源极以及光伏组件输出电压的负极端相连接，所述功率解耦变换器变压器(T1)二次侧绕组的非同名端与所述功率解耦变换器二次侧输出开关管(SD1)的漏极连接，所述功率解耦变换器二次侧输出开关管(SD1)的源极与功率解耦变换器二次侧输出整流二极管(D1)的阴极相连，所述功率解耦变换器二次侧输出整流二极管(D1)的阳极与所述主反激变换器(20)二次绕组同名端相连，所述功率解耦变换器变压器(T1)二次侧绕组同名端与所述主反激变换器二次侧输出整流二极管(D3)的阴极以及所述逆变电路(30)连接。
3.根据权利要求1所述的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，其特征在于：所述逆变电路(30)包括第一逆变晶闸管(S1)、第二逆变晶闸管(S2)、第三逆变开关管(S3)和第四逆变开关管(S4)；所述第一逆变晶闸管(S1)的阳极与所述第二逆变晶闸管(S2)的阳极连接在一起并与第一级滤波电容(Co)的一端相连，所述第一逆变晶闸管(S1)的阴极与所述第四逆变开关管(S4)的漏极相连接并与所述输出滤波电路(40)的一个输入端相连，所述第二逆变晶闸管(S2)的阴极与所述第三逆变开关管(S3)的漏极相连并与所述输出滤波电路(40)的另外一个输入端相连接，所述第三逆变开关管(S3)的源极与所述第四逆变开关管(S4)的源极相连并与所述主反激变换器(20)二次绕组同名端以及所述功率解耦变换器二次侧输出整流二极管(D1)的阳极相连。
4.根据权利要求1所述的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，其特征在于：所述输出滤波电路(40)包括滤波电容(Co1)和滤波电感(Lo)；所述滤波电容(Co1)的一端与所述滤波电感(Lo)的一端相互连接并且与所述逆变电路(30)的一个输出端相连，所述滤波电容(Co1)的另一端与所述逆变电路(30)的另一个输出端及电网的一端相连，所述滤波电感(Lo)的另一端与电网的另一端相连。
5.根据权利要求2所述的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，其特征在于：
当光伏组件的输出功率大于光伏并网逆变器的输出功率时，所述主反激变换器(20)的输出功率经逆变电路(30)及输出滤波电路(40)将能量传输到电网上，也即主反激变换器(20)的输出功率等于光伏并网逆变器的输出功率，所述的功率解耦变换器(10)工作在Buck-Boost模式，将光伏组件输出的多余功率存储在所述功率解耦电容(Cc1)中，主反激变换器(20)与功率解耦变换器(10)的输出功率之和等于光伏组件的输出功率。
6.根据权利要求2所述的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，其特征在于：当光伏组件的输出功率小于并网逆变器的输出功率时，所述主反激变换器(20)将所有的光伏组件输出的功率传送到电网，所述的功率解耦变换器(10)工作在反激变换器模式，将存储在所述功率解耦电容(Cc1)中的能量传送到电网；所述主反激变换器(20)传送至电网的功率与所述功率解耦变换器(10)传送到电网的功率之和等于光伏并网逆变器的输出功率。
7.根据权利要求1所述的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，其特征在于，所述主反激变换器变压器(T2)的漏感能量经过所述主反激变换器有源钳位开关管(Sc2)和所述主反激变换器有源钳位电容(Cc2)构成的支路吸收回馈；所述功率解耦变换器变压器(T1)的漏感能量在所述的功率解耦变换器(10)工作在Buck-Boost模式时由所述功率解耦变换器解耦开关管(Sc1)、功率解耦电容(Cc1)构成的支路吸收回馈；所述功率解耦变换器变压器(T1)的漏感能量在所述的功率解耦变换器(10)工作在反激变换器模式时经过漏感能量回馈电容(Cs)、所述直流侧输入电容(Cin)及所述主反激变换器主开关管(Sm2)的体二极管(Dm2)、体电容(Cm2)反馈到直流输入端。
一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种光伏并网逆变器，具体涉及一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器。
背景技术
[0002] 太阳能取之不尽，用之不竭，在对绿色能源迫切需求的21世纪，太阳能光伏发电将会得到更加迅猛发展。随着分布式光伏并网应用和智能电网的快速发展，家庭屋顶和商业屋顶市场在快速增长。在中小型光伏并网系统中，直接把单块光伏组件输出的直流电能逆变成交流电能并注入电网的小功率光伏并网逆变器，称作光伏并网微型逆变器。光伏并网微型逆变器特别适合于小功率应用场合，微型逆变器能够实现组件级监控，针对每一块组件执行最大功率点跟踪(MPPT)，单个组件的输出降低或失效不影响整体效率，确保系统效率最大化；微型逆变器系统对实际环境的适应性强，对光伏组件的一致性要求相对低，安装、维护成本低，系统扩容灵活性大，因此得到了广泛的研究。
[0003] 在单相光伏并网发电系统中，逆变器的输出功率以两倍工频变化，而期望光伏组件的输出功率纹波较小，以保证光伏组件的正常工作以及较高的最大功率点跟踪效率，必然需要在输入输出之间加入功率解耦装置。现阶段一种常用的功率解耦方式是在光伏并网逆变器的直流输入侧并联大电解电容，但是电解电容是整机使用寿命的一个瓶颈。如何消除电解电容，用小容量、高可靠性的非电解电容取而代之是一个新的难点；另一方面，加入功率解耦电路必然会对整机效率带来影响，因此在解决功率解耦问题的同时也需要关注光伏并网逆变器的高效率变换问题。
发明内容
[0004] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，用高可靠性、小容量的非电解电容取代大容量电解电容，以更好地解决光伏并网逆变器可靠性与使用寿命的问题，同时能有效吸收回馈变压器漏感能量，提高转换效率。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器，包括主反激变换器20、功率解耦变换器10、第一级滤波电容Co、逆变电路30和输出滤波电路40；光伏组件的输出电压经过一个与光伏阵列输出端并联的直流侧输入电容Cin后分别与主反激变换器20的输入端、功率解耦变换器10的输入端连接，所述主反激变换器20的输出端与所述功率解耦变换器10的输出端互相连接并与第一级滤波电容Co的输入端连接，所述第一级滤波电容Co的输出端与逆变电路30的输入端连接，所述逆变电路30的输出端与输出滤波电路40的输入端连接。
[0007] 所述主反激变换器20包括主反激变换器主开关管Sm2、主反激变换器变压器T2、主反激变换器二次侧输出整流二极管D3、主反激变换器有源钳位开关管Sc2和主反激变换器有源钳位电容Cc2；所述主反激变换器变压器T2的一次侧绕组同名端与光伏组件输出电压的正极端和所述直流侧输入电容Cin的一端以及所述主反激变换器有源钳位开关管Sc2的漏极相连，所述主反激变换器变压器T2的一次侧绕组的非同名端与所述反激变换器主开关管Sm2的漏极及所述主反激变换器有源钳位电容Cc2的一端相连，所述主反激变换器有源钳位电容Cc2的另一端与所述主反激变换器有源钳位开关管Sc2的源极相连，所述主反激变换器主开关管Sm2的源极与所述直流侧输入电容Cin的另一端和所述功率解耦变换器主开关管Sm1的源极以及光伏组件输出电压的负极端相连接，所述主反激变换器变压器T2二次侧绕组的非同名端与所述主反激变换器二次侧输出整流二极管D3的阳极连接，所述主反激变换器二次侧输出整流二极管D3的阴极与所述第一级滤波电容Co的一端和所述功率解耦变换器10变压器二次侧同名端相连，所述主反激变换器20二次侧绕组同名端与所述第一级滤波电容Co的另一端以及所述逆变电路30连接。
[0008] 所述功率解耦变换器10包括功率解耦变换器输入二极管Ds、漏感能量回馈电容Cs、功率解耦变换器主开关管Sm1、功率解耦变换器变压器T1、功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1、功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1、功率解耦变换器解耦开关管Sc1和功率解耦电容Cc1；所述功率解耦变换器输入二极管Ds的阳极与光伏组件输出电压的正极端及所述漏感能量回馈电容Cs的一端相连接，功率解耦变换器输入二极管Ds的阴极与所述漏感能量回馈电容Cs的另一端及所述功率解耦变换器变压器T1同名端以及所述功率解耦变换器解耦开关管Sc1的漏极相连接，所述功率解耦变换器变压器T1的一次侧绕组的非同名端与所述功率解耦变换器主开关管Sm1的漏极及所述功率解耦电容Cc1的一端相连，所述功率解耦电容Cc1的另一端与所述功率解耦变换器解耦开关管Sc1的源极相连，所述功率解耦变换器主开关管Sm1的源极与所述直流侧输入电容Cin的另一端和所述主反激变换器主开关管Sm2的源极以及光伏组件输出电压的负极端相连接，所述功率解耦变换器变压器T1二次侧绕组的非同名端与所述功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1的漏极连接，所述功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1的源极与功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1的阴极相连，所述功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1的阳极与所述主反激变换器20二次绕组同名端相连，所述功率解耦变换器变压器T1二次侧绕组同名端与所述主反激变换器二次侧输出整流二极管D3的阴极以及所述逆变电路30连接。
[0009] 所述逆变电路30包括第一逆变晶闸管S1、第二逆变晶闸管S2、第三逆变开关管S3和第四逆变开关管S4；所述第一逆变晶闸管S1的阳极与所述第二晶闸管S2的阳极连接在一起并与第一级滤波电容Co的一端相连，所述第一逆变晶闸管S1的阴极与所述第四逆变开关管S4的漏极相连接并与所述输出滤波电路40的一个输入端相连，所述第二晶闸管S2的阴极与所述第三逆变开关管S3的漏极相连并与所述输出滤波电路40的另外一个输入端相连接，所述第三逆变开关管S3的源极与所述第四逆变开关管S4的源极相连并与所述主反激变换器20二次绕组同名端以及所述功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1的阳极相连。
[0010] 所述输出滤波电路40包括滤波电容Co1和滤波电感Lo；所述滤波电容Co1的一端与所述滤波电感Lo的一端相互连接并且与所述逆变电路30的一个输出端相连，所述滤波电容Co1的另一端与所述逆变电路30的另一个输出端及电网的一端相连，所述滤波电感Lo的另一端与电网的另一端相连。
[0011] 所述直流侧输入电容Cin、第一级滤波电容Co、主反激变换器有源钳位电容Cc2、漏感能量回馈电容Cs、功率解耦电容Cc1、滤波电容Co1为非电解电容。
[0012] 当光伏组件的输出功率大于光伏并网逆变器的输出功率时，所述主反激变换器20的输出功率经逆变电路30及输出滤波电路40将能量传输到电网上，也即主反激变换器20的输出功率等于光伏并网逆变器的输出功率；所述的功率解耦变换器10工作在Buck-Boost模式，将光伏组件输出的多余功率存储在所述功率解耦电容Cc1中，主反激变换器20与功率解耦变换器10的输出功率之和等于太阳能光伏组件的输出功率。
[0013] 当光伏组件的输出功率小于并网逆变器的输出功率时，所述主反激变换器20将光伏组件所有的输出功率传送到电网，所述的功率解耦变换器10工作在反激变换器模式，将存储在所述功率解耦电容Cc1中的能量传送到电网，并且在工作过程中所述主反激变换器20传送至电网的功率与所述功率解耦变换器10传送到电网的功率之和等于光伏并网逆变器的输出功率。
[0014] 所述主反激变换器变压器T2的漏感能量经过所述主反激变换器有源钳位开关管Sc2和所述主反激变换器有源钳位电容Cc2构成的支路吸收回馈；所述功率解耦变换器变压器T1的漏感能量在所述的功率解耦变换器10工作在Buck-Boost模式时由所述功率解耦变换器解耦开关管Sc1、功率解耦电容Cc1构成的支路吸收回馈；所述功率解耦变换器变压器T1的漏感能量在所述的功率解耦变换器10工作在反激变换器模式时经过漏感能量回馈电容Cs、所述直流侧输入电容Cin及所述主反激变换器主开关管Sm2的体二极管Dm2、体电容Cm2反馈到直流输入端。
[0015] 本发明所提出的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器的主要特点和技术效果总结如下：
[0016] (1)所提出的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器的拓扑及控制方式将光伏并网逆变器输出的能量拆分为直流功率部分与需要解耦的交流功率部分，并通过主反激变换器与功率解耦变换器分别进行传送，实现了主动功率解耦，达到了功率解耦的目的，完成了去掉直流输入侧大电解电容的目标，解决了由于存在大电解电容而导致的光伏并网逆变器可靠性低、使用寿命短的缺点。
[0017] (2)所提出的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器主反激变换器和功率解耦变换器交错工作，减小了输入输出电流纹波，有益于减小输出电流谐波；同时输入输出之间实现了电气隔离。
[0018] (3)所提出的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器的能量高频变换系数(即被高频变换的能量与直流侧输入能量的比值)为1.318，这是实现功率解耦所需要的最小的高频变换系数。尽可能少的能量高频变换可以最大限度降低由于高频能量变换带来的效率损失。
[0019] (4)实现了具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器中所有漏感能量的吸收和回馈，变换器一次侧的开关管不再需要额外的吸收保护电路；同时可以实现所述主反激变换器主开关管和所述主反激变换器有源钳位开关管的软开关；提高了光伏并网逆变器的功率转换效率。
[0020] 本发明实现了光伏并网逆变器直流侧输入功率与交流侧输出功率之间的功率解耦，使得在光伏并网逆变器直流输入侧采用小容量的非电解电容就可以实现光伏组件输出的直流稳压作用，提高了光伏组件最大功率点跟踪(MPPT)效率；而且用可靠性高的非电解电容取代了电解电容，解决了光伏并网逆变器由于使用电解电容而导致的整体使用寿命缩短的难题；同时对电路中变压器漏感能量实现了吸收回馈，并且实现了主反激变换器主开关管的软开关，提高了光伏并网逆变器的功率转换效率。
附图说明
[0021] 图1为本发明具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器电路原理图。
[0022] 图2为本发明具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器在直流侧输入功率PPV大于交流侧输出功率pac时电路工作示意图。
[0023] 图3为本发明具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器在直流侧输入功率PPV小于交流侧输出功率pac时电路工作示意图。
[0024] 图4为本发明具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器各功率变换部分在一个电网周期内主要工作电流的原理示意图。
[0025] 图5为本发明具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器主反激变换器实现漏感能量吸收与高频工作开关管软开关过程的示意图。
[0026] 图6为本发明具有主动功率解耦的光伏并网逆变器在一个电网周期内的主要工作波形示意图。
具体实施方式
[0027] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器作进一步详细描述。
[0028] 本发明所述的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器的拓扑结构如图1所示,包括主反激变换器20、功率解耦变换器10、第一级滤波电容Co、逆变电路30和输出滤波电路40。光伏组件的输出电压经过一个与光伏组件输出端并联的直流侧输入电容Cin后分别与主反激变换器20的输入端、功率解耦变换器10的输入端连接，主反激变换器20的输出端与功率解耦变换器10输出端互相连接并与第一级滤波电容Co输入端连接，第一级滤波电容Co的输出端与逆变电路30的输入端连接，逆变电路30的输出端与输出滤波电路40的输入端连接。
[0029] 在本实施例中，主反激变换器20包括主反激变换器主开关管Sm2(其中Dm2、Cm2分别为Sm2的体二极管和体电容)、主反激变换器变压器T2、主反激变换器二次侧输出整流二极管D3、主反激变换器有源钳位开关管Sc2、主反激变换器有源钳位电容Cc2；功率解耦变换器10包括功率解耦变换器输入二极管Ds、漏感能量回馈电容Cs、功率解耦变换器主开关管Sm1(其中Dm1、Cm1分别为Sm1的体二极管和体电容)、功率解耦变换器变压器T1、功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1、功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1(DD1为SD1的体二极管)、功率解耦变换器解耦开关管Sc1、功率解耦电容Cc1；逆变电路30包括第一逆变晶闸管S1、第二逆变晶闸管S2、第三逆变开关管S3、第四逆变开关管S4；输出滤波电路40包括滤波电容Co1和滤波电感Lo。
[0030] 光伏组件的输出电压经过一个与光伏组件输出端并联的直流侧输入电容Cin，主反激变换器变压器T2的一次侧绕组同名端与光伏组件输出电压的正极端和直流侧输入电容Cin的一端以及主反激变换器有源钳位开关管Sc2的漏极相连，主反激变换器变压器T2的一次侧绕组的非同名端与反激变换器主开关管Sm2的漏极及主反激变换器有源钳位电容Cc2的一端相连，主反激变换器有源钳位电容Cc2的另一端与主反激变换器有源钳位开关管Sc2的源极相连，主反激变换器主开关管Sm2的源极与直流侧输入电容Cin的另一端和功率解耦变换器主开关管Sm1的源极以及光伏组件输出电压的负极端相连接，主反激变换器变压器T2二次侧绕组的非同名端与主反激变换器二次侧输出整流二极管D3的阳极连接，主反激变换器二次侧输出整流二极管D3的阴极与第一级滤波电容Co的一端和功率解耦变换器变压器T1二次侧同名端相连并与逆变电路30中第一逆变晶闸管S1的阳极、第二逆变晶闸管S2的阳极连接，主反激变换器变压器T2的二次侧绕组同名端与第一级滤波电容Co的另一端以及逆变电路30中第三逆变开关管S3的源极、第四逆变开关管S4的源极连接。功率解耦变换器输入二极管Ds的阳极与光伏阵列输出电压的正极端及漏感能量回馈电容Cs的一端相连接，功率解耦变换器输入二极管Ds阴极与漏感能量回馈电容Cs的另一端及功率解耦变换器变压器T1同名端以及功率解耦变换器解耦开关管Sc1漏极相连接，功率解耦变换器变压器T1的一次侧绕组的非同名端与功率解耦变换器主开关管Sm1的漏极及功率解耦电容Cc1的一端相连，功率解耦电容Cc1的另一端与功率解耦变换器解耦开关管Sc1的源极相连，功率解耦变换器主开关管Sm1源极与直流侧输入电容Cin的另一端和功率解耦变换器主开关管Sm1源极以及光伏阵列输出电压的负极端相连接，功率解耦变换器变压器T1二次侧绕组的非同名端与功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1的漏极连接，功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1的源极与功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1的阴极相连，功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1的阳极与主反激变换器T2二次绕组同名端相连并与逆变电路30中第三逆变开关管S3的源极、第四逆变开关管S4的源极连接，功率解耦变换器变压器T1二次侧绕组同名端与主反激变换器二次侧输出整流二极管D3的阴极以及逆变电路30中第一逆变晶闸管S1的阳极、第二逆变晶闸管S2的阳极连接。逆变电路30中第一逆变晶闸管S1的阴极与第四逆变开关管S4的漏极相连并与输出滤波电路40中的滤波电容Co1和滤波电感Lo一端相连，第二逆变晶闸管S2的阴极与第三逆变开关管S3的漏极相连并与输出滤波电路40中的滤波电容Co1的另一端以及电网电压的一端相连，输出滤波电路40中的滤波电感Lo另一端与电网电压的另一端相连。
[0031] 本实施实例中功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1、第一逆变晶闸管S1、第二逆变晶闸管S2、第三逆变开关管S3、第四逆变开关管S4工作频率为电网电压频率，具体实施时可以采用晶闸管或者MOSFET；主反激变换器主开关管Sm2、主反激变换器有源钳位开关管Sc2、功率解耦变换器主开关管Sm1、功率解耦变换器解耦开关管Sc1为高频工作开关管，具体实施时可以采用MOSFET。
[0032] 直流侧输入电容Cin、第一级滤波电容Co、主反激变换器有源钳位电容Cc2、漏感能量回馈电容Cs、功率解耦电容Cc1、滤波电容Co1等为非电解电容。
[0033] 并网应用一般希望是单位功率因数并网，注入电网的电流和电网电压同相位。电网电压、并网电流表达式分别为：
[0034] ug(t)＝Ug×sin(ωgt) (1)
[0035] ig(t)＝Ig×sin(ωgt) (2)
[0036] 其中Ug、Ig分别为电网电压峰值和并网电流峰值，则并网逆变器的输出功率为：
[0037]
[0038] 可以看出，注入电网的功率平均值为UgIg/2，并且具有两倍工频脉动，振幅为UgIg/2。而对于整个从光伏直流侧到并网系统，在直流侧输入的是一个平稳的能量，而在网侧则是一个交变的能量。下面介绍所提出具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器的工作过程。
[0039] 当直流侧输入功率PPV大于交流侧输出功率pac时，电路工作过程如图2所示。具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器的主反激变换器20和功率解耦变换器10交错工作，主反激变换器20工作于有源钳位工作模式，主反激变换器20的输出功率等于光伏并网逆变器的输出功率pac，主反激变换器变压器T2所在支路漏感能量经过主反激变换器有源钳位开关管Sc2和主反激变换器有源钳位电容Cc2构成的支路吸收回馈，主反激变换器有源钳位开关管Sc2和主反激变换器主开关管Sm2工作在ZVS状态；功率解耦变换器10工作在Buck-Boost工作模式，功率解耦变换器变压器T1的一次侧励磁电感、功率解耦变换器主开关管Sm1、功率解耦变换器解耦开关管Sc1的体二极管、能量存储到功率解耦电容Cc1构成一个Buck-Boost变换器，将(PPV-pac)的功率存储到功率解耦电容Cc1，同时功率解耦变换器变压器T1所在支路的漏感能量随着这一自然谐振过程存储在功率解耦电容Cc1中。在这个过程中功率解耦变换器解耦开关管Sc1、功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1保持关断。
[0040] 当直流侧输入功率PPV小于交流侧输出功率pac时，电路工作过程如图3所示。主反激变换器20和功率解耦变换器10交错工作。主反激变换器20工作于有源钳位工作模式，其输出功率等于直流侧输入功率PPV，主反激变换器变压器T2所在支路漏感能量经过主反激变换器有源钳位开关管Sc2和主反激变换器有源钳位电容Cc2构成的支路吸收回馈，主反激变换器有源钳位开关管Sc2和主反激变换器主开关管Sm2工作在ZVS状态，如图5所示；功率解耦变换器10工作在Flyback模式，功率解耦变换器变压器T1的一次侧励磁电感、功率解耦变换器解耦开关管Sc1、功率解耦电容Cc1、功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1、功率解耦变换器二次侧输出整流二极管D1构成一个Flyback变换器，将存储在功率解耦电容Cc1中的能量传送到二次侧，同时功率解耦变换器的变压器T1所在支路的漏感能量经过回馈电容Cs、直流侧输入电容Cin及主反激变换器主开关管Sm2的体二极管Dm2、体电容Cm2反馈到直流侧输入电容Cin。在这个过程中功率解耦变换器主开关管Sm1保持关断状态，功率解耦变换器二次侧输出开关管SD1保持开通状态。
[0041] 在电网电压正半周，逆变电路30中第一逆变晶闸管S1与第三逆变开关管S3处于开通状态，第二逆变晶闸管S2与第四逆变开关管S4处于关断状态；在电网电压负半周，逆变电路30中第一逆变晶闸管S1与第三逆变开关管S3处于关断状态，第二逆变晶闸管S2与第四逆变开关管S4处于开通状态。
[0042] 分析可知高频变换的功率含有两倍工频脉动，振幅为UgIg/2，这是要实现输入输出功率解耦所需要高频变换的最小的功率，减小了由于高频功率变换而引起的功率损耗。
[0043] 本发明所提出的具有主动功率解耦功能的光伏并网逆变器在实际工作过程中，采用数字控制器实现并网逆变器的控制，电路工作在定开关频率电流断续模式(DCM)，采用峰值电流控制使并网逆变器输出电流与电网电压同相位，实现单位功率因数并网，如图4和图5所示。
[0044] 如图6所示，所述光伏并网逆变器在一个电网电压周期内的主要工作波形。以电网电压角度计量，稳态工作情况下，Buck-Boost模式与Flyback模式的交点为45度和135度(225度和315度)。
[0045] 以上内容为本发明的基本原理、主要特征和主要优点。本行业内的技术人员应该了解，本发明不受上述实施实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护和发明的范围内。
