一种交错并联型三电平双降压式全桥光伏并网逆变器

提出一种新颖的交错并联型三电平双降压式全桥光伏并网逆变器。保留了三电平双降压式全桥逆变器转换效率高、开关损耗低等优点,交错并联技术的引入,不仅使得逆变器输出电流纹波在不提高功率管开关频率的情况下进一步减小且频率增加一倍,从而减小了并网电流的总谐波失真,而且提高了系统的功率密度,降低了功率器件的电应力和热应力。提出交错并联的两路逆变共用两个工频开关管,弱化了控制的复杂性,提高了系统的稳定性和可靠性,且使得系统更易扩展。详细分析逆变器的工作原理,设计试制一台2 kW原理样机,实验结果验证了原理的正确性及系统的性能优势。     

双频并网逆变器与LCL型逆变器效率对比研究

为了能够在保证并网逆变器输出电流质量满足并网要求的同时,降低并网逆变器的损耗,提高并网逆变器的效率,提出了一种并联型双频单相并网逆变器。双频并网逆变器含有两个工作在不同开关频率的功率单元。低频功率单元的开关频率低(2kHz),电流幅值大,将电能输送到电网,降低了系统的开关损耗。高频消谐单元电流幅值小,开关频率高(40 kHz),其电流与低频功率单元的电流纹波反向,作用是抵消掉低频单元电流的谐波成分,保证并网电流质量。此处对并联型双频单相并网逆变器的工作原理和控制策略进行了理论分析,并设计了一个相同功率等级的LCL型并网逆变器。并网实验结果证明了双频并网逆变器消谐理论的正确性和可行性。效率分析和实验也证明了双频理论能够改善系统效率。     

非隔离型三电平并网逆变器的输出滤波器优化设计

将非隔离型三电平并网逆变器的LCL滤波器电容公共点直接引回直流侧中点,可以有效减小漏电流,但同时也会导致桥臂电流有效值增大且易发生共模谐振,降低了逆变器效率和稳定性。对于诸如光伏并网发电场合,建立了非隔离型三电平并网逆变器的共模和差模等效模型,在此基础上分析上述问题的产生机理,并提出一种基于共模差模解耦的输出滤波器设计方案。该方案首先在结构上将滤波电容分为并联的两部分,仅将其中容值较小的电容公共点引回直流侧中点以降低共模和差模滤波回路之间的参数耦合程度;其次在分析逆变器桥臂电流纹波和输出共模源频谱分布的基础上,给出所提滤波器的参数设计原则。最后,通过一台5kW三相三电平逆变器样机对所提滤波器优化设计方案进行实验验证,结果表明所提方案在满足并网标准和漏电流抑制要求的同时,能够有效提高系统稳定性和效率。     

基于多载波实现光伏并网逆变器漏电流抑制研究

无隔离光伏并网逆变器具有成本低和体积小等优点而备受关注。但光伏电池板和大地之间的寄生电容和电感会产生漏电流问题,漏电流会影响逆变器寿命,严重时甚至危害人身安全。本文通过建模分析光伏并网逆变器漏电流和共模电压有关,而共模电压和逆变器的矢量成一定关系,从而可以发现漏电流主要是零矢量产生的。故本文提出一种多载波调制摒弃零矢量的方法,从而实现光伏并网逆变器漏电流抑制,该方法在不增加硬件和成本的情况下实现漏电流的抑制。在光伏并网逆变系统中,设计合适的电流控制器对系统稳定性和电能质量至关重要。本文采用准PR(proportional resonant,PR)控制器实现快速精准控制,省去了复杂的坐标变化。通过仿真验证了所提算法的正确性。     

并联无隔离光伏并网逆变器漏电流和环流抑制研究

并联无隔离光伏并网逆变器会产生漏电流和环流问题。在分析三电平逆变器共模等效模型的基础上,采用改进型LCL滤波器,将滤波器电容公共连接点和直流侧电容中点相连,能够滤除寄生电容电压的高频分量,减少共模漏电流。无隔离光伏并网逆变器并联能增加系统容量和可扩展性,但产生的零序环流会降低系统效率,而传统方法很难实现环流抑制。提出一种新型SVM调制方法,通过实时改变零矢量作用时间实现精准控制,能够实现多台逆变器在电流不相等情况下的环流抑制。最后通过实验验证了所提拓扑和算法的有效性。     

3KW光伏并网逆变系统漏电流分析

并网逆变器漏电流的存在会导致逆变器启动及运行故障甚至人身伤害。本文结合3KW光伏并网逆变器实际工程研发过程中碰到的漏电流问题为研究对象,对工作过程进行建模分析。包括启动瞬间漏电流和运行过程漏电流分析,找到逆变器漏电流产生原因并提出漏电流解决方案。通过实验仿真分析以及实际调试,证明方案能够有效地抑制并网逆变系统的对地漏电流,实现产品化需求。     

单相无变压器光伏并网系统漏电流的研究

漏电流是研究非隔离型光伏并网系统的一个重要问题.漏电流谐振电路等效模型的建立对研究抑制漏电流至关重要.本文首先推导单相全桥并网逆变器漏电流谐振回路等效电路模型;然后详细分析了不同开关调制方式和滤波电感不对称分布对漏电流的影响,并指出电网电压对漏电流的影响不可忽略;最后介绍了一种新型无变压器拓扑结构,这种结构具有单极性调制和双极性调制优点,能够抑制共模漏电流的产生,同时提高系统的效率和并网电流质量.通过仿真和实验验证了分析结果的正确性.     

一种无变压器型倍频双降压式光伏并网逆变器研究

为了抑制现有倍频双降压式光伏并网逆变器高频共模漏电流,同时为了改善其效率,首先,提出了一种新型无变压器型倍频DPGCI拓扑及其双极性倍频正弦脉冲宽度调制策略;然后,通过建立无变压器型倍频DPGCI的高频共模等效模型,对其工作模态和共模漏电流进行了详细分析;最后,搭建实验平台对所提逆变器电路进行实验研究.研究结果表明,无变压器型倍频DPGCI的高频共模漏电流得到了有效抑制,同时其还具有等效开关频率高、纹波电流小和效率高等优点.     

无差拍控制的非隔离型并网逆变器漏电流分析

为实现逆变系统高质量并网电流的输出,漏电流的消除对非隔离型光伏并网逆变器至关重要。分析了非隔离型单相并网逆变器漏电流的产生机理和流通回路,并基于无差拍电流控制原理,说明漏电流对逆变电流以及MPPT的影响。提出了一种基于无差拍电流控制的单相光伏并网逆变器漏电流补偿方法,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真。通过仿真结果和实验测得值相比较表明,通过对逆变器占空比的补偿,可以有效地消除漏电流对逆变电流的影响,从而避免功率跟踪中出现误判或者找不到最大功率点的情况,实现逆变电流高质量输出和最大功率的正确跟踪。     

改进型交错并联Buck变换器的通道控制

交错并联Buck变换器采用通道控制能有效提高变换器的轻载效率,但是减小导通通道数后,总输出电流纹波显著增加,基本丧失了交错并联的优点。针对这一问题,提出一种改进型的交错并联Buck变换器的通道控制方案,随着负载电流的减小,改变导通通道数的同时改变各通道控制脉冲的相位,在提高变换器轻载效率的同时,减小输出电流纹波,使交错并联技术在通道控制中的优点发挥到最佳状态。以4相交错并联Buck变换器为例,通过仿真和实验验证理论分析的正确性。     

一种增强型单相无变压器型逆变器的漏电流抑制拓扑

无变压器型逆变器相比变压器隔离型逆变器,具有更高的效率和更低的成本,已广泛应用于光伏并网系统。由于去除了变压器隔离,其共模漏电流问题会进一步带来严重的EMI和安全问题。针对上述问题,提出了一种增强型单相无变压器型漏电流抑制拓扑。首先,研究了经典交直流解耦方案中仍然存在的漏电流问题;继而提出了新的拓扑和相应的调制策略;最后,搭建了2 k W的实验平台,对提出新拓扑的有效性进行了验证,并与HERIC逆变器进行了对比分析。     

非隔离全桥并网逆变器并联运行系统

针对非隔离全桥并网逆变器共直流和交流母线并联运行系统,研究功率电路拓扑并联工作及入网电流解耦的条件。深入分析了各种全桥拓扑形式和PWM调制方式的逆变器并联运行的等效模态,指出双极性PWM逆变器并联时,模块间入网电流自然解耦;单极性倍频PWM逆变器并联时,模块间电流存在高频耦合,但基波分量解耦;单极性PWM逆变器并联时,模块之间高频耦合并导致基波分量耦合、不可并联运行。带共模电流抑制的全桥并网逆变器拓扑也可实现入网电流的自然解耦。分别搭建了上述几种逆变器的并联运行实验系统,实验结果证明了分析的正确性。     

新型单相光伏并网逆变器共模电流抑制研究

针对现有非隔离单相光伏并网逆变器拓扑共模电流大、效率低等问题,提出一种新型非隔离单相光伏并网逆变器拓扑,该拓扑在单相全桥逆变器的基础上增加2个续流二极管,并将交流侧滤波电感移至逆变器下桥臂,使得开关周期内共模电压保持恒定,有效抑制了共模电流;同时高频开关管使用MOSFET,工频开关管使用IGBT,且避免引入额外的开关管,系统整体损耗降低.通过对3 kW系统的仿真和实验,验证了新型拓扑抑制共模电流的效果.     

抑制漏电流的非隔离电流型光伏并网逆变器

针对非隔离光伏发电并网系统的漏电流问题,提出了一种直流母线开关对称的非隔离电流型光伏并网逆变器.给出了逆变器主电路拓扑结构和开关组态,通过建立光伏电池寄生电容的共模等效电路模型,分析了漏电流的产生和抑制机理.根据开关组态和抑制机理,设计了相应的单极性双载波调制策略和准PR控制策略.仿真和实验结果表明,所提变流器具有良好的漏电流抑制能力.     

一种新型高效单相非隔离光伏并网逆变器

研究了一种新型高效、高可靠性的单相非隔离光伏并网逆变器,利用相互独立的2只耦合电感隔离并网输出电压的正负半波,逆变桥拓扑为H6对称结构,使网侧电压与光伏组件安全隔离,能彻底去除高频分量,有效抑制共模电流。新型逆变器每只开关管串联一只隔离二极管,解决了传统电压型全桥逆变器存在桥臂直通的短路问题,不需设置"死区"切换时间,改善了交流侧输出波形质量,提高了逆变器效率。经对3 kW实验样机测试和比对分析,验证了逆变器的性能优于传统H4隔离式全桥拓扑。     

基于支路振荡法E类逆变器软开关实现研究

E类逆变器作为一种高频逆变电路,具有拓扑结构简单,逆变效率高等优点。但是由于其对负载敏感,易因负载变化而工作于硬开关状态,造成系统效率下降。针对这一特点,提出一种带并联振荡支路的改进型E类逆变器。在负载阻值小于额定值导致开关管硬开通时,通过并联反向导通的振荡支路对电容电流进行引流并发生振荡,从而实现在非最优负载条件下的零电压开通及零电压导数开通。最后在理论的基础上进行实验仿真,搭建了一台开关频率为50 kHz的实验样机,在非最优负载条件下逆变效率为97.39%。结果验证了改进型E类逆变器理论的正确性。     

基于中性点电容的三相光伏逆变器漏电流抑制

针对三相非隔离光伏发电并网系统的漏电流问题,提出了一种基于中性点电容的三相三电平逆变器漏电流抑制方法.建立三相三电平光伏逆变器共模模型,分析了漏电流的产生机理和抑制机理.为了抑制寄生电容上共模电压产生的漏电流,用电容将交流侧中性点和直流侧中性点连接起来,形成漏电流的共模LC滤波电路.该滤波电路可有效滤除共模电压的高频分...     

A new structure of single-phase two-stage hybrid transformerless multilevel PV inverter

Transformerless inverters are becoming popular for grid-connected photovoltaic applications due to their simplicity, reduced size, weight, cost, and higher efficiency. In this paper, a two-stage hybrid transformerless multilevel inverter (MLI) for single-phase grid-connected photovoltaic power generation system (PVPGS) is presented. The proposed topology comprises a multilevel boost converter (MLBC) and a symmetrical hybrid MLI. MLBC combines the boosting and switched capacitor voltage functions to produce self-balanced multiple voltage levels. The proposed MLI is derived from a combination of bidirectional switches, a half bridge, and a diode-clamped branch, which can produce only two variations in the total common mode voltage and is capable of suppressing leakage current as per DIN VDE 0126-1-1 grid standards. It offers the advantages of scalability, reactive power capability, reduced total harmonic distortion, and filter size. The proposed hybrid transformerless seven-level inverter is simulated in MATLAB, and experimental setup is built to validate the effectiveness of the proposed configuration. Finally, a comprehensive comparison is made with other seven-level inverter topologies.     

无变压器光伏并网逆变器抑制漏电流的控制策略

漏电流抑制技术是无变压器光伏并网逆变系统中必须解决的技术难题。在分析漏电流产生原因的基础上,研究了不同控制策略对抑制漏电流效果的影响。从逆变器控制策略的角度出发,对单相全桥式和三相全桥式光伏并网逆变器的漏电流进行了分析,并分别比较了它们的不同点,介绍了一种改进型的三相全桥式逆变器的控制策略。最后分别比较了各种控制策略的不同点。