电动汽车充电站Z源光伏并网发电装置

光伏组件采用的是185 W。太阳能电池组件，其工作电压为36．71 V，共272块组件，整个发电系统的实际峰值功率50．32kW。其中每17块电池组件串联组成一路，272块电池组件共计16路，电池组串后进入直流防雷汇流箱汇流。直流防雷汇流箱具有16路保护控制和电流监控装置，每路的正负极都配有高压直流断路器，其耐压值可达DC 1 kV，电流监控可对每一路电池串进行电流监控。直流母线电压为624．07 V，直流汇流后的输出电流为80．63 A。如图3所示，经过汇流后，通过并网逆变器转化成三相交流电经过LC滤波以及交流防雷配电柜并入充电站低压电网。

2 Z源光伏并网逆变器
光伏并网逆变器是将光伏组件输出的直流电转换成符合电网要求的交流电再输入电网的设备，是并网型光伏系统能量转换与控制的核心，光伏并网逆变器的性能影响和决定着整个光伏并网发电装置能否够安全、稳定、可靠的运行。光伏并网逆变器根据有无隔离变压器可以分为隔离型和非隔离型。隔离型光伏并网发电系统中的隔离变压器将电能通过磁路的耦合进行传递，在传递过程中会造成一定的电能损耗，通常情况下，一般的小容量变压器造成的能量损耗可达5％甚至更高。如果使用隔离变压器会使系统的质量和体积增大、投资增加、结构更为复杂。所以，采用省去笨重的工频变压器或复杂的高频变压器的非隔离型光伏并网逆变器结构是提高光伏并网能量转换效率的有效手段之一。
常规的电压源并网逆变器拓扑存在以下问题：为防止直通而导致的直流侧的电容短路，逆变桥中上下桥臂的两个管子导通需要加入死区时间；只能应用在直流电压高于电网电压幅值的场合；直流侧的支撑电容值应设计的足够大以抑制直流电压纹波。
针对常规逆变器拓扑的不足，装置采用彭方正教授提出的基于Z源网络的逆变器拓扑，相对于常规的电压源型逆变器，这种新型的电压源型逆变器可以允许直通状态存在，即允许同一相上下桥臂的两个半导体管同时导通，对整个逆变电路起到保护作用，同时直通时间的加入使得电路具有升压功能，另外加入Z源网络使得电路的负载可以是容性也可以是感性。

电压型Z源逆变器的一般结构如图4所示，当同一相上下桥臂同时导通时，逆变器工作在直通状态下，此时逆变桥相当于短路，等效成零值电流源；正常情况下逆变器工作在非直通状态下，此时逆变桥就等效成一个恒值电流源。Z源网络输出的直流电压峰值为

其中，B为升压因子，当电路的直通时间改变，直通占空比d0改变，最终使得升压因子B改变，起到调节电压作用。
逆变器交流输出相电压的峰值为

其中，M为逆变器的调制因子，当M增大时，直通占空比会减小，通过式(1)可以看出，B会减小，反之M减小时B会增大，因此，合理地调整M与B的值就能够调节输出电压，能够更加灵活的实现升降压调压功能。此外，装置的逆变器同时还具有最大功率点跟踪功能，以保证在温度和日照变化幅度很大时仍然能自动追踪并以最大功率输出。在电网侧停电时，能够自动检测并将系统装置停止运行，以避免孤岛运行的发生。