非隔离型单相光伏并网逆变器的功率损耗研究

传统的隔离型并网逆变器体积大、重量重而且效率低。非隔离型并网逆变器以体积小、效率高的优点得到越来越多的研究者的关注。由于光照强度的变化,使得纹波电流对功率损耗的影响至关重要,但是却容易被忽略。对一种非隔离型并网逆变器工作原理进行了详细的分析与研究,在考虑纹波电流的情况下,建立了开关损耗和导通损耗的数学模型,最后进行了实验样机的研制。     

LLCL型单相并网逆变器在不同滤波电感组合情况下的损耗计算

随着LLCL型并网滤波器的提出,大电流纹波工况下工作的并网逆变器受到重视;此时,如果按传统方法进行逆变器的效率分析会带来偏差.本文提出了一套完整的并网逆变器的效率计算方法,并以采用不连续单极性调制的LLCL型单相并网逆变器为例进行了损耗分析与计算.具体推导了逆变器侧的电感电流表达式,然后根据IGBT的特性及制造商提供的特性参数,采取曲线拟合的方法来计算逆变器的损耗,这使得并网逆变器在大纹波电流条件下的效率计算更为准确,也对LLCL滤波器的初始设计或参数优化有着重要的指导性作用.该方法也适用于采用其他调制方式或其他滤波器的并网逆变器的损耗计算.最后,基于2 kW的单相并网逆变器平台,将理论分析结果与实验结果进行了对比验证分析.     

一种新型高效无变压器型单相光伏逆变器

单相无变压器型逆变器由于体积小、效率高、造价低,被广泛应用于低功率光伏并网系统中。本文提出了一种新型无变压器型单相光伏逆变器,该逆变器不产生共模电流,对电网不产生直流分量。相同条件下,其输出电流纹波是半桥逆变器的一半,与二极管钳位式三电平逆变器的几乎相同;并且其效率高于半桥逆变器,与二极管钳位式三电平逆变器的效率接近;实验样机的测试结果验证了所提出的逆变器拓扑的合理性。     

三相光伏并网逆变器电流控制器研究与设计

电网对馈入其中的电流谐波含量有严格的要求.带有隔离变压器的并网逆变器运行时,逆变器输出电流中常含有谐波成分,必须对电流波形质量进行控制.分析了变压器影响逆变器输出电流波形质量的主要原因,建立了含变压器的三相并网逆变器输出电流数学模型,在此基础上提出了同步旋转坐标系下PI控制与重复控制相结合的三相光伏并网逆变器电流控制器设计方案并研制出一台实验样机.实验结果表明,采用该控制方案的逆变器输出电流谐波含量低,电流波形质量较好.     

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.     

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。     

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.     

高频隔离型光伏并网逆变器拓扑及其控制策略

在全桥倍流DC/DC拓扑的基础上加以改进,提出了一种高频隔离光伏并网逆变器拓扑,所提拓扑保留了倍流电路电流纹波小等优点;且高频变压器输出经过一级变换直接输出低频交流,无直流环节,有利于提高系统效率。引入混合型正弦脉宽脉位调制(sinusoidal pulse width and position modulation,SPWPM)策略,将正弦调制和高频逆变功能均在前级逆变器完成;后级倍流电路工作在工频和高频混合模式,有利于减小开关管损耗及保证电流平滑换流。同时为消除并网电流控制策略中静态误差等问题,采用比例谐振(proportion resonant,PR)控制器代替传统的比例积分(proportion integral,PI)控制器。仿真分析和实验结果验证了所提控制策略的可行性。     

一种新型光伏并网逆变器的研究

如今无变压器逆变器在单相并网光伏系统中已经成为一种发展趋势,因为无变压器逆变器可以降低光伏系统的成本和提高系统效率。由于无变压器逆变器在光伏板和电网之间没有电气隔离,光伏板和地面之间会形成寄生电容。当寄生电容上的电压发生变化时在地面上会有漏电流流过,该电流会引起人身安全和严重的电磁干扰问题。本文提出一种采用混合型SPWM控制的新型的单相无变压器并网逆变器,新型逆变器在该调制策略下可以保证无漏电流产生,提高逆变器的可靠性,减小死区时间的影响和降低了并网电流的总谐波失真(THD)。该逆变器输出电压是三电平所以降低了滤波器的电感值,提高系统的功率密度和效率。最后,通过仿真进行测试,验证了本文的理论分析。     

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。