電動汽車充電站Z源光伏并網發電裝置

光伏組件采用的是185 W。太陽能電池組件，其工作電壓為36．71 V，共272塊組件，整個發電系統的實際峰值功率50．32kW。其中每17塊電池組件串聯組成一路，272塊電池組件共計16路，電池組串后進入直流防雷匯流箱匯流。直流防雷匯流箱具有16路保護控制和電流監控裝置，每路的正負極都配有高壓直流斷路器，其耐壓值可達DC 1 kV，電流監控可對每一路電池串進行電流監控。直流母線電壓為624．07 V，直流匯流后的輸出電流為80．63 A。如圖3所示，經過匯流后，通過并網逆變器轉化成三相交流電經過LC濾波以及交流防雷配電柜并入充電站低壓電網。

2 Z源光伏并網逆變器
光伏并網逆變器是將光伏組件輸出的直流電轉換成符合電網要求的交流電再輸入電網的設備，是并網型光伏系統能量轉換與控制的核心，光伏并網逆變器的性能影響和決定著整個光伏并網發電裝置能否夠安全、穩定、可靠的運行。光伏并網逆變器根據有無隔離變壓器可以分為隔離型和非隔離型。隔離型光伏并網發電系統中的隔離變壓器將電能通過磁路的耦合進行傳遞，在傳遞過程中會造成一定的電能損耗，通常情況下，一般的小容量變壓器造成的能量損耗可達5％甚至更高。如果使用隔離變壓器會使系統的質量和體積增大、投資增加、結構更為復雜。所以，采用省去笨重的工頻變壓器或復雜的高頻變壓器的非隔離型光伏并網逆變器結構是提高光伏并網能量轉換效率的有效手段之一。
常規的電壓源并網逆變器拓撲存在以下問題：為防止直通而導致的直流側的電容短路，逆變橋中上下橋臂的兩個管子導通需要加入死區時間；只能應用在直流電壓高于電網電壓幅值的場合；直流側的支撐電容值應設計的足夠大以抑制直流電壓紋波。
針對常規逆變器拓撲的不足，裝置采用彭方正教授提出的基于Z源網絡的逆變器拓撲，相對于常規的電壓源型逆變器，這種新型的電壓源型逆變器可以允許直通狀態存在，即允許同一相上下橋臂的兩個半導體管同時導通，對整個逆變電路起到保護作用，同時直通時間的加入使得電路具有升壓功能，另外加入Z源網絡使得電路的負載可以是容性也可以是感性。

電壓型Z源逆變器的一般結構如圖4所示，當同一相上下橋臂同時導通時，逆變器工作在直通狀態下，此時逆變橋相當于短路，等效成零值電流源；正常情況下逆變器工作在非直通狀態下，此時逆變橋就等效成一個恒值電流源。Z源網絡輸出的直流電壓峰值為

其中，B為升壓因子，當電路的直通時間改變，直通占空比d0改變，最終使得升壓因子B改變，起到調節電壓作用。
逆變器交流輸出相電壓的峰值為

其中，M為逆變器的調制因子，當M增大時，直通占空比會減小，通過式(1)可以看出，B會減小，反之M減小時B會增大，因此，合理地調整M與B的值就能夠調節輸出電壓，能夠更加靈活的實現升降壓調壓功能。此外，裝置的逆變器同時還具有最大功率點跟蹤功能，以保證在溫度和日照變化幅度很大時仍然能自動追蹤并以最大功率輸出。在電網側停電時，能夠自動檢測并將系統裝置停止運行，以避免孤島運行的發生。