新型的无隔离变压器单相光伏并网逆变器

提出了一种采用双级无隔离变压器的新型单相光伏并网逆变器拓扑,由于光伏池板与电网零线直接相连,可消除光伏池板对地的共模电压,解决了共模漏电流问题。所提拓扑采用了高频倍压的方式实现升压变换器与并网逆变器的连接,避免了三电平并网逆变器存在的中点电位二次脉动问题,降低了直流侧滤波电容的容量需求。为实现对单相并网电流的无误差控制,并网控制中采用比例谐振控制器,增加了系统的稳定性和提高了并网电流质量。仿真与实验结果均表明所提光伏并网逆变器拓扑的可行性。     

单相TL光伏并网逆变器共模电流抑制研究

共模电流的消除成为目前单相非隔离型并网逆变器得以成功应用所必须面对和解决的问题。首先通过建立模型分析了无变压器单相全桥光伏并网逆变器共模电流产生的原因。进而得出不同调制方式和主电路拓扑对共模电流的影响。分析了两类能有效抑制共模电流的拓扑,在得出抑制共模电流一般规律的基础上,针对这两类拓扑存在的缺陷。研究了一种能够有效抑制共模电流的新型H6拓扑结构,这种结构使系统抑制漏电流的性能得到改善,最后通过仿真验证了该方案的正确性。     

一种二极管无源钳位的单相无变压器型光伏并网逆变拓扑研究

提出一种基于二极管无源钳位思想的单相无变压器型光伏并网逆变器拓扑。与H5等传统电路相比,本拓扑具有更好的对地漏电流抑制能力。目前主流的单相无变压器型逆变电路普遍采用直流或交流解耦技术,阻断共模电流的流通路径。但是,功率开关上的寄生电容可能与共模电抗形成谐振回路,使得共模电流无法彻底消除。以H5拓扑为例,定量分析功率器件寄生电容影响共模电流的机理。针对这一问题,引入无源二极管钳位电路,使得共模电压被母线电容中点钳位,从而抑制了功率器件寄生电容引起的共模电压振荡,更有效地消除对地漏电流。在理论和仿真分析的基础上,通过搭建2 k W实验平台验证所提拓扑的性能。结果表明,改进拓扑相对于原拓扑而言,能更好地抑制对地漏电流,提高了无变压器型光伏并网系统的安全裕度。     

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.     

一种改进型的单相无变压器型PV逆变器拓扑结构

对无变压器型光伏并网系统的共模电流的产生机理进行了详细的分析,并详细地分析和研究了单相全桥拓扑结构.在此基础上提出了一种新的无变压器型拓扑结构,并通过理论分析和仿真研究验证了该拓扑可有效地抑制共模电流.通过和几种现有拓扑结构的比较,提出的改进型拓扑结构可提高系统效率,具有一定的工程实用价值.     

改进型无变压器光伏并网逆变器的仿真研究

研究了一种改进型单相无变压器光伏并网逆变系统.在分析传统全桥拓扑结构的基础上,提出了一种改进型拓扑结构,对其共模电流进行了详细的分析和研究,并做了仿真实验研究.通过对改进型拓扑结构并网逆变器系统的仿真实验,实现了并网的基本要求,验证了改进型拓扑的正确性和可行性.     

单相光伏并网逆变器共模电流的分析与抑制

单相非隔离型光伏并网逆变器由于缺少变压器的电气隔离,工作时常会产生较大的共模电流,即漏电流。为此,在分析了共模电流产生原因的基础上,研究了几种能够有效抑制共模电流的拓扑结构,分别为带交流旁路的全桥拓扑、带直流旁路的全桥拓扑、H5拓扑以及H6拓扑。其抑制共模电流的基本原理为通过相应的开关调制模式,使系统寄生电容上的共模电压保持恒定,从而减少共模电流的产生,最后仿真结果验证了这几种拓扑结构的可行性。由于不同拓扑结构所含功率器件数量的不同以及调制模式的不同,系统的工作效率有所差异,对比发现H5、H6拓扑优于其他拓扑。     

单相非隔离型改进Y源光伏并网逆变器

为了解决传统Y源光伏逆变器并网时的共模电流问题,通常需要在电网和逆变器之间串联工频或者高频变压器实现电气隔离,但是工频变压器体积大、成本高,而高频变压器需要加入新的能量变换电路,控制复杂,效率较低。为此,提出了一种新型的无隔离变压器型Y源光伏并网逆变器拓扑结构,将光伏阵列负端与电网中性线直接相连,引入虚拟直流母线并改进脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)策略,同时通过电压电流应力分析优化电容容值,解决负半周期电压跌落的问题。最终,搭建了一台基于TMS320F28335的实验样机来验证所提拓扑的有效性。仿真和实验结果表明,新型拓扑可以在确保并网电流质量的情况下,旁路共模电流回路,从而完全消除共模电流。所提非隔离型Y源逆变器拓扑可以减小逆变器的体积和成本,为光伏并网提供支撑。     

具有有源滤波功能的单相无变压器光伏并网系统

针对小功率光伏并网系统,提出了一种基于两级式无变压器光伏并网系统,具有单相有源滤波功能。该系统不仅能将有功功率注入到电网,而且能起到有源滤波器的作用消除非线性负载产生的谐波和无功。在光伏系统中去除变压器结构可以有效地减少损耗,降低成本,缩小体积。但是由于在太阳能电池阵列和地之间存在寄生电容,变化的共模电压产生的共模电流(也称漏电流)将会通过虚拟的寄生电容流入大地,给人身安全带来威胁。本系统采用不会产生变化的共模电压的H5拓扑结构。仿真和实验结果证明了本文控制方法和拓扑结构的可行性。     

一种新型单相非隔离型光伏并网逆变拓扑

无变压器型逆变器由于其高效率、低价格、轻重量和小体积的优势,广泛应用于小功率单相光伏系统中。然而失去了变压器的隔离作用,电网和光伏阵列会产生直接的电气连接,出现漏电流。提出一种新型的单相无变压器型逆变器拓扑,通过将正、反续流回路分离,构造了续流回路并实现了中性点箝位,保证了共模电压的恒定,抑制了漏电流。最后,通过Matlab/Simulink对所提新型拓扑进行了仿真与实验分析。实验结果表明,新型逆变拓扑具有良好的共模特性。     

基于有源钳位的无变压器型单相光伏并网逆变器

为了抑制无变压器型光伏并网系统中的高频共模漏电流,传统的无变压器型逆变拓扑通常在并网电感续流阶段切断交流侧与直流侧的电气连接,减少共模电压的高频脉动。但是,由于系统的共模电压在并网电感续流阶段处于悬浮状态,受到共模回路的电路寄生参数的影响,不可避免地引起高频共模漏电流。本文从漏电流抑制原理出发,提出了一种新型的无变压器型单相光伏并网逆变电路,该电路通过将并网电感续流阶段的共模电压钳位至母线电容中点的方式,消除系统共模电压扰动,从而有效抑制系统的共模漏电流。此外,该电路的器件损耗低,可以获得较高的电能转换效率。文中详细分析了电路的几种工作模态,给出了一种适用于该电路的PWM控制方法。同时,通过理论分析,将该电路与已有的拓扑进行了性能比对。最后,搭建了2k W的实验原理样机,验证了该电路在光伏并网系统中的有效性。     

单相非隔离光伏并网桥式逆变器的拓扑相通性及演化规律

为解决单相非隔离光伏并网发电系统中的共模电流问题,近年来大量新型的桥式拓扑被提出。然而,这些拓扑的提出具有随机性,无系统的规律可依据,不利于行业发展。基于单相非隔离光伏并网桥式逆变器,通过分析不同拓扑之间的演化过程,证明了拓扑的相通性,提出了其演化规律。基于提出的演化规律,在现有拓扑基础上推演出一系列新型拓扑,最后通过仿真分析验证了新拓扑的有效性及演化规律的正确性。提出的拓扑相通性及演化规律为更好地理解和研究现有拓扑提供了理论依据,同时也为演化单相非隔离光伏并网桥式逆变器新型拓扑提供了理论参考。     

一种新型低共模电流单相光伏并网逆变器

为满足非隔离光伏并网发电系统对共模电流的要求,提出一种四开关+二极管逆变器拓扑结构.详细分析该拓扑的工作原理,研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略.搭建了3 kW单相光伏并网逆变器的试验平台,对理论分析进行了试验验证.试验结果表明,所设计的光伏并网逆变器不但具有低共模电流,而且具有较高的入网波形质量.     

新型H6桥非隔离单相光伏并网逆变器

针对目前非隔离单相光伏并网逆变器H5拓扑存在的通态损耗大和热力不均衡问题,提出一种改进型H6桥拓扑结构。通过逻辑控制实现脉宽调制驱动,使其输出并网电流在半个工频周期内流过3个开关管,在另半个工频周期流过2个开关管,因此减少了通态损耗,有利于热力均衡。3 kW单相两级式非隔离光伏并网逆变器实验样机验证了该拓扑的可行性,实现了低共模电压和高质量并网,有效解决了非隔离单相光伏并网逆变器共模漏电流问题。     

基于GaN器件的双Buck逆变器共模与损耗

目前市场上的光伏并网逆变器结构按隔离方式来分,可分为隔离型和非隔离型,而抑制或消除共模电流是非隔离型光伏并网系统必须要解决的问题。出于在非隔离型光伏并网逆变器中抑制共模电流的目的,研制一种基于GaN器件的双Buck逆变器,该逆变器较传统全桥电路,共模电流小、效率高、控制简单。针对共模特性进行分析研究,分别对其在正常工况与死区状态的共模电流进行理论分析,并进行仿真与实验验证,得出该逆变器能够很好地抑制共模电流的结论。通过引入GaN器件来提高开关频率解决拓扑自身电感较大这一问题,并基于GaN器件对电路进行损耗分析与实验验证,实验结果与理论分析基本吻合,验证了损耗分析的正确性。该逆变器的实测最高效率高达98.63%。     

三相非隔离型光伏并网逆变器共模电流分析

详细地分析了三相非隔离型光伏并网逆变器共模电流的模型和产生原理,并得出了抑制共模电流的一般规律.利用该规律对几种不同的三相无变压器型光伏并网逆变器进行了分析和仿真研究,并比较了它们的不同点.     

非隔离型光伏并网逆变器漏电流分析模型研究

高频共模等效模型是研究非隔离型光伏并网逆变器共模电流(在非隔离型光伏并网设备中俗称"漏电流")抑制措施的重要工具。重点推导充分考虑寄生参数的非隔离型单相并网逆变器高频共模等效模型,并基于该模型归纳出消除共模电流的两条途径。其中正弦脉宽调制(sine pulse modulation,SPWM)开关方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的有效性通过仿真和实验手段得到验证,特别指出寄生参数对实际抑制效果的影响。分析电路参数匹配方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的无效性,并指出该措施可以应用在其它单相逆变器拓扑中,如半桥和二极管钳位三电平电路。     

非隔离型级联H5光伏逆变器共模漏电流特性分析

共模漏电流抑制是非隔离型光伏并网系统需要解决的关键问题。首先建立传统非隔离型级联H桥光伏并网系统共模模型,推导出系统共模漏电流数学表达式,分析影响系统共模漏电流的主要因素,指出传统级联H桥逆变器无法抑制共模漏电流的原因。然后提出一种级联H5逆变器拓扑及其调制策略,有效地抑制了系统共模漏电流。最后搭建数字控制实验样机系统,对级联H4拓扑和级联H5拓扑进行对比实验,实验结果验证了所提方案的有效性。     

非隔离型光伏并网逆变器共模电流分析

共模电流抑制是非隔离型光伏并网系统中需要解决的一个关键问题,各国都对共模电流做出了相关规定。当共模电流超过规定值时,系统必须在规定时间内与电网断开。针对光伏并网系统中存在共模电流的问题,建立了系统共模等效模型,在此基础上分析共模电流产生的机理,探讨不同调制策略对抑制共模电流的影响,并提出一种新型的能够有效抑制共模电流的逆变器拓扑结构,分析它的工作原理和特点,最后通过仿真分析验证了该拓扑的正确性。     

新型可抑制共模电流无变级联型光伏系统北大核心

着重分析了无变压器隔离的级联型多电平光伏发电系统共模电流产生机理,并且建立共模电流等效电路。在此基础上分析了级联H4(单相全桥)多电平光伏系统共模电流难以抑制的原因,同时提出可有效抑制共模电流的级联i H6拓扑的多电平光伏逆变器。根据理论分析和仿真结果可以验证,相比级联H4系统,所提出的级联i H6系统能够有效抑制共模电流和高频噪声,从而避免EMI滤波器的使用。