新型光伏并网逆变器及其漏电流分析

共模漏电流是非隔离型三相光伏并网系统亟待解决的问题。针对非隔离型三相三电平光伏并网逆变器（ESI）存在的共模漏电流抑制不足、并网电流谐波大等问题,提出一种三相三电平逆变器结构（NESI）及其调制策略,通过对中点钳位的三极管合理开断,保持共模电压的恒定。MATLAB仿真结果表明,该NESI逆变器能有效抑制共模漏电流。     

三电平逆变器中点振荡和漏电流抑制方法

针对T型三电平光伏并网逆变器,提出一种SPWM调制和电压控制器,该调制策略不仅能够抑制中点电位振荡,而且能够实现中点电位偏移控制。非隔离光伏并网逆变器存在漏电流问题,通过分析发现漏电流和共模电压正相关,因此重新排列开关次序,舍弃较大的共模电压,从而实现了漏电流的抑制。最后,通过仿真验证所提调制和控制的正确性。     

非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流抑制

针对非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流问题,在分析三电平共模等效模型的基础上,采用改进型LCL滤波器,将滤波电容公共点接回到直流侧中性点,滤除寄生电容电压的高频分量,使共模电流大幅衰减。改进型LCL滤波器改变了三电平直流侧中点不平衡的机理,传统中点平衡算法,如分配因子法不再适用,为此,对分配因子法进行修正,提出广义的分配因子法,使中点电位得到有效地控制。实验证明了理论分析和算法的正确性。     

基于五电平空间矢量的并联三电平逆变器新型零共模电压调制方法

共模电压抑制是非隔离型光伏并网逆变器的一个关键问题,但是传统零共模电压调制方法无法同时兼顾消除共模电压和减小输出电流谐波2个方面的性能。该文利用逆变器之间的交互作用,分析并联三电平逆变器的五电平电压输出能力,提出将整个并联系统作为一个五电平设备进行调制的思路。基于该五电平系统中共模电压为零的基本矢量,该文提出一种适用于并联三电平逆变器的新型零共模电压调制方法,推导出详细的调制实现过程,并针对开关序列特性提出相应的中点电压平衡策略。仿真和实验表明,该方法在确保共模电压为零的同时,还能大幅减小并联输出电流的谐波畸变,可有效满足非隔离型并联光伏逆变器对消除共模电压和减小电流谐波的要求。     

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。     

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。     

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...     

用于两相三线电网不对称负载的并网逆变器研究北大核心

北美家用配网电压广泛采用两相三线型式,即由相位互差180°的双火线和零线组成。对于这种电压型式,并网运行的逆变器仍需考虑两相负载不对称问题。此外,对于非隔离型并网逆变器,采用直流中点与交流中性点互联的三电平拓扑可更好地抑制共模。针对北美两相三线电网电压,对非隔离型两桥臂三电平逆变器进行直流电压外环、逆变电流内环的控制,并叠加负载电流前馈,在稳定直流电压的同时实现对不对称负载电流的跟踪;同时,采用适当控制方法来抑制逆变器直流中点的偏移。最后,通过仿真与实验验证了该控制方法的有效性。     

用于两相三线电网不对称负载的并网逆变器研究

北美家用配网电压广泛采用两相三线型式,即由相位互差180°的双火线和零线组成。对于这种电压型式,并网运行的逆变器仍需考虑两相负载不对称问题。此外,对于非隔离型并网逆变器,采用直流中点与交流中性点互联的三电平拓扑可更好地抑制共模。针对北美两相三线电网电压,对非隔离型两桥臂三电平逆变器进行直流电压外环、逆变电流内环的控制,并叠加负载电流前馈,在稳定直流电压的同时实现对不对称负载电流的跟踪;同时,采用适当控制方法来抑制逆变器直流中点的偏移。最后,通过仿真与实验验证了该控制方法的有效性。     

三电平并网逆变器结构优化及中点电压控制

将三电平并网逆变器的LCL滤波器电容公共点与直流侧中点相连可有效抑制共模电流,但易引发共模谐振,产生过大中线电流,加剧中点电压波动。首先优化滤波器结构解耦共模差模回路,减小中线电流;其次针对优化结构提出新的中点电压控制策略,最大程度消除中点电压波动;最后,通过仿真与实验验证了滤波器设计及控制策略的有效性。     

基于SVPWM补偿优化的三电平NPC并网逆变器容错控制

为保证并网系统中三电平中点箝位（neutral point clamped,NPC）型并网逆变器单相桥臂短路或断路故障后持续运行,提出一种基于空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）的优化补偿型低共模电压容错控制策略。首先,通过分析故障后八开关三相逆变器（eight switch three phase inverters,ESTPI）拓扑开关状态对应的共模电压大小,确定参考电压矢量合成规则;然后通过一个基波周期内中点电流情况分析中点电位波动机理,进而对空间矢量合成进行调节补偿,并设计低通滤波器和滞环控制器进一步对补偿进行优化调整,保证并网电流质量的同时有效抑制了直流母线中点电位偏移。仿真结果表明,该容错控制策略能够实现三电平NPC并网逆变器单相桥臂故障后并网系统的稳定可靠运行,每个基波周期有三分之一时间的共模电压得到改善,优化补偿后的并网电流质量显著提高,且在并网电流突变时具备良好的控制特性。     

高压变频器共模电压仿真研究

该文分析了PWM高压变频器中输出电缆对电机影响、共模电压和三电平逆变器箝位点电位不平衡机理。为有效抑制共模电压对变频器的不良影响，提出了新型拓扑结构：在24脉波整流/三电平逆变的高压变频器中，设置共模电抗器，并将整流器中性点、直流侧中间点、输出滤波器中性点和三电平逆变器箝位点相连，并通过小电阻和系统地相连。基于该拓扑结构对6kV／2250kW的电机所进行的仿真结果表明，该拓扑结构可以减小高压变频器的共模电压，提高变频器运行的可靠性。     

基于滤波电容电流补偿的并网逆变器控制

在并网逆变器中,LC滤波器因容易控制和具有良好的高频衰减特性而应用广泛。分析了输出滤波电容对采用LC滤波的并网逆变器并网电流幅值、相位和低次谐波的影响,提出一种采用滤波电容电流补偿和电网电压前馈的数字PI控制策略,给出了离散时间域下控制器参数的设计方法,并从电网谐波阻抗角度分析了控制器抑制电网电压扰动的能力。理论分析和实验证明,该方案能有效降低并网电流的谐波畸变率(THD),提高并网逆变器输出电能质量。     

一种共地型低开关纹波光伏微逆变器

提出了一种只包含3个开关的单相非隔离光伏微逆变器拓扑结构。该逆变器为交流侧和直流侧共地的拓扑,从而完全消除了共模漏电流。针对该拓扑还提出了一种调频控制策略,以抑制逆变器直流侧的2倍频功率振荡。此外,在该逆变器的交流侧配置一个小容量的单电感滤波器。将滤波电感与该逆变器的内部电感进行磁集成,以构建纹波转移通道,并通过合理设计耦合系数即可将滤波电感上的开关电流纹波转移至该逆变器的内部电感,进而有效抑制并网电流的纹波。最后,搭建了额定功率为420 W的实验室样机,验证了所提逆变器的有效性。     

LCL滤波三电平并网逆变器有源阻尼控制

针对LCL滤波器在三电平光伏并网逆变器应用中的谐振和相位偏差问题,研究了基于电压定向的虚拟电阻有源阻尼控制策略,提出通过反馈电容支路电流消除并网电流与电网电压相位差的相位补偿方法。实验结果表明,该控制策略不仅能有效抑制电流谐振,而且能保证三电平并网逆变器在单位功率因数状态运行。     

三电平并网逆变器共模电压抑制方法研究

针对高压大功率三电平并网逆变器应用中产生的共模电压,对其产生机理进行分析,比较常规正弦脉宽调制(SPWM)策略对逆变器共模电压的抑制效果,通过优化开关序列的组合,提出一种新型SPWM策略。该策略有效地将三电平并网逆变器共模电压抑制在一定范围内,明显优于常规SPWM策略,同时兼顾了输出波形的质量。仿真和实验结果证明了新型调制策略的可行性和对共模电压抑制的有效性。     

基于中点钳位型三电平逆变器的改进型虚拟空间矢量调制策略

在高电压大功率应用场合中,中点钳位型(NPC)三电平逆变器是一种被广泛应用的多电平逆变器,但是该类型逆变器存在中点电压波动和共模电压问题。针对上述两个问题提出一种改进型虚拟空间矢量(NTV~2)调制法,采用零矢量、中矢量和大矢量对虚拟小矢量和中矢量重新定义,使得到的虚拟矢量产生的共模电压最大值为U_(dc)/6,是传统虚拟空间矢量法产生的共模电压幅值的1/2,从而实现对共模电压的抑制。在此基础上,通过合理选取虚拟中矢量分配系数的值,可以在一定范围内抑制中点电压的波动。与传统虚拟空间矢量法相比,所提方法能够有效地抑制共模电压和中点电压波动。仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性。     

三电平光伏并网逆变器SHEPWM优化控制方法

提高输出电能质量、抑制共模电压和减小电磁干扰对提高光伏并网逆变器的性能具有重要研究意义。以三电平有源中点钳位型(3L-ANPC)光伏并网逆变器为研究对象,将特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的三相输出波形视为空间状态矢量,分析SHEPWM对应的各开关状态矢量产生的共模电压幅值及其对中点电压的影响,从而提出一种改进的SHEPWM控制策略,在降低并网逆变器输出共模电压的同时,有效地控制了3L-ANPC光伏并网逆变器的中点电压平衡。最后通过仿真和实验验证了控制策略的有效性。