一种低漏电流五开关非隔离单相光伏并网逆变器

针对非隔离光伏发电系统漏电流问题,提出一种低漏电流五开关非隔离单相光伏并网逆变器。其中1个开关管高频通断得到直流脉冲,其余4个开关管分作两组,它们以电网频率交替导通来改变电流方向,实现逆变并网,该电路拓扑经高性能二极管续流。通过分析漏电流,该光伏逆变器续流阶段电网侧与直流侧隔离,使得寄生电容两端不含高频分量,将漏电流限制到±20 mA以内。仿真和实验结果表明该拓扑能有效抑制单相光伏并网逆变器的漏电流。     

一种单相高频光伏并网逆变器的研究

为解决传统全桥、半桥结构存在桥臂直通,需要加死区时间以及续流回路需经过性能较差的体二极管增大开关损耗的问题,研究一种单相双电感桥式光伏并网逆变器。该拓扑同一桥臂只有一个二极管和开关管,不存在桥臂直通,无需加死区时间,其在采用单极性正弦波脉宽调剂(sine pulse width modulation,SPWM)调制方式的同时,能有效抑制共模电流,解决非隔离型逆变器漏电流问题。采用多谐振控制算法来抑制低次谐波,提高并网质量;同时,利用SiC肖特基二极管续流,解决由续流二极管反向恢复时间增加的开关损耗,能在100 kHz或更高开关频率下确保变换效率,可有效提高逆变器功率密度。设计试制一台500 W原理样机,仿真和实验证明,该拓扑结构具有高功率密度,漏电流抑制能力强的特征。     

新型高效率无漏电流单相非隔离光伏逆变器

为实现“双碳”及“铜退硅进”的目标,非隔离型逆变器在光伏新能源发电领域得到了广泛的研究与应用。非隔离光伏并网系统中存在的漏电流问题是迫切需要解决的关键问题之一。为解决该问题,文中提出了一种新型单级共地型无漏电流,高效率非隔离光伏并网逆变器拓扑结构。分析了所提逆变器前级DC-DC升降压电路的工作原理和模态,给出了其软开关实现条件。研究了新型拓扑结构的无漏电流内在机理,以及推导了其输出电压特性。搭建了基于PSIM软件的仿真模型,仿真结果表明：与传统漏电流抑制拓扑相比,该拓扑结构可实现无漏电流光伏并网,而且前级DC-DC变换器可实现软开关,可在较宽输入电压范围内实现高效率、高质量电能并网。     

一种低漏电流钳位式光伏并网逆变器

针对传统非隔离型光伏并网逆变器中存在高频共模漏电流的问题,提出一种新型单相非隔离光伏并网逆变器,该拓扑设置两条续流回路,通过在并网电流续流阶段将共模电压钳位在直流母线电压中点的方式来保持共模电压不变而减小漏电流。为了减小输出电流的谐波分量,提出一种适用于该电路的PWM调制方式。搭建了Matlab/Simulink和DSP实验平台,仿真和实验验证了新型单相非隔离光伏并网逆变器具有较小的谐波失真度和良好的漏电流抑制能力。     

单相非隔离光伏并网逆变器拓扑研究

从直流旁路单元和交流旁路单元的概念出发,提出无漏电流非隔离式单相光伏并网逆变器拓扑的两种类型及其构建方式,涵盖了近年来工业界和学术界提出的一系列无漏电流新型拓扑,并演绎出若干新型拓扑。这类新型拓扑与部分现有拓扑共同构成开关旁路单元无漏电流逆变器族,其拓扑演绎规律为逆变器拓扑族的标准化筛选提供新的思路。仿真与实验验证了理论的正确性。     

基于交替单相PWM控制的三相光伏并网系统

提出了可用于多支路型三相光伏并网逆变器的交替单相PWM控制方法。该控制方法在一个工频周期内,逆变器有6种开关模式,每种开关模式中只须对三相中的一相桥臂进行PWM控制,从而有效降低了功率管开关损耗,在多支路光伏并网结构提高能量转换效率的基础上,进一步提高系统效率。采用电流滞环PWM跟踪控制,能够简单实现逆变正弦电流输出,跟踪性能好,并网功率因数为1,系统稳定性好,电流总谐波畸变率(THD)较低,可满足并网要求。通过Matlab仿真验证了该控制方法的正确性和有效性。     

新型H5桥光伏并网逆变器及其直流分量抑制的研究

针对非隔离型光伏并网系统的漏电流和直流分量问题,文章设计了新型H5逆变拓扑结构,分析了结电容对共模漏电流的影响,同时采用改进型虚拟电容控制策略来抑制直流分量。在Simulink中搭建了1.5 kW的光伏并网系统模型,仿真结果表明,新型H5拓扑能够有效抑制漏电流,对直流分量的抑制能力强于传统抑制策略。     

新型H6拓扑无隔离单相光伏并网逆变器研究

与带隔离变压器相比,无隔离变压器的光伏并网逆变器成本低、体积小、效率高,但无隔离光伏并网系统的漏电流将影响系统的安全运行,必须进行有效抑制,同时逆变器应具有向电网提供无功功率的能力。对此提出了一种新型的H6拓扑单相并网逆变器,该拓扑能有效抑制漏电流,且能向电网输出无功功率,采用单极性调制策略,输出电压具有三电平特性。基于对拓扑结构、工作过程及无功功率控制的详细分析,建立了Matlab/Simulink仿真模型验证理论分析的正确性,并搭建了1kW的实验平台,对理论分析和仿真结果进行了试验验证。     

非隔离型单相级联双降压式光伏并网逆变器及其漏电流分析

针对无隔离光伏并网逆变器中因高频共模电压产生的高频漏电流问题,提出一种非隔离型单相级联双降压式光伏并网逆变器及其调制策略.在逆变器光伏组件连接端加入2个开关管,实现了续流阶段与光伏组件的隔离;双降压式和独立续流二极管的结构可避免桥臂直通和降低导通损耗.接着对提出的调制策略分析电路工作特性,建立其在正负半周不同的共模等效...     

光伏并网系统二次功率扰动分析及抑制策略

传统的单相单级光伏并网系统普遍存在二次功率扰动问题,会对光伏阵列的输出功率造成不利影响。基于对二次功率扰动的详细分析,在传统的并网逆变器结构上增加二次功率解耦电路,并给出该改进电路的系统控制策略。分析证明,该新型逆变器拓扑能有效降低二次功率扰动,抑制直流电压的二次纹波分量,进而提高能量利用效率,改善并网电流质量。仿真和实验验证该新型逆变器拓扑及其控制策略的合理性和有效性。     

一种可提高单相光伏并网逆变器功率密度的新型功率解耦拓扑

滤波电感、电解电容和散热器是逆变器中体积占比最大的元件,为了提高具备功率解耦功能的单相光伏并网逆变器的功率密度,该文从滤波电感的功率处理的数学函数出发,推导可以减小电感体积、解耦电容体积、减小开关器件损耗的控制原理,演绎出一种提高了单相光伏逆变器功率密度的Boost型功率解耦单相逆变器拓扑。搭建额定功率为750 W的Matlab仿真模型和RT-LAB硬件在环仿真实验模型进行验证,与传统逆变器拓扑相比,该拓扑在实现功率解耦功能的基础上,减小了滤波电感的电感量和开关器件的开关损耗,提高了逆变器的功率密度和运行效率。     

非理想电网条件下基于多目标约束的中压直挂型储能变流器并网电流改善研究

针对非理想电网电压条件下造成的级联H桥光伏逆变器并网电流畸变、低次谐波含量高等问题,主要对中压直挂型级联H桥储能变流器在非理想电网条件下的控制策略进行研究.首先分析介绍了三相级联H桥储能变流器的拓扑结构以及数学模型,其次建立了电网电压处于不平衡以及谐波污染时基于准比例积分谐振(Proportional integral...     

开关升压变换器在光伏发电系统中应用的研究

传统逆变器为降压变换器,不适用于光伏发电系统等需要升压的环境,并且为避免短路,需要在同一桥臂加入死区信号,这将导致输出电流波形畸变,同时也限制了其电压利用率。该文为解决上述问题,改进传统变换器拓扑结构,提出一种输入电流连续型开关升压变换器拓扑结构并将其应用到光伏发电系统中。该拓扑为单级变换器,具有升压电路简单,输入电流连续,逆变侧上/下桥臂不需要添加死区时间,抗干扰能力强等优点,可很好的应用到光伏发电系统中。该文通过实验验证了该拓扑结构的准确性及应用到光伏发电系统的可行性。     

L+LCL型双频单相并网逆变器参数设计及控制方法研究

为了降低并网逆变器的开关损耗,提高系统效率和并网电流质量,提出一种L+LCL型双频单相并网逆变器,集成一个低开关频率的逆变单元和一个高开关频率的整流单元,低频单元负责向电网传递电能,高频单元采用前馈补偿的方式产生消谐电流,无需提取高频电流谐波分量。高频单元侧滤波器采用LCL结构,具有更小体积的同时降低输出电流中的高频开关谐波,提高并网电流质量。介绍了双频单相并网逆变器的工作原理,给出系统的参数设计方法,利用样机进行实验测试。结果表明,该并网逆变器在保证并网电流质量的同时,具有良好的稳态性能和动态响应,并验证了这种双频并网逆变器的效率优势。     

全桥并网逆变器直流扰动分析

在光伏并网发电系统中,无输出隔离变压器全桥逆变器高效率特性得到广泛应用,但该拓扑并网时不能有效地消除直流注入。由于各种扰动源的扰动本质均反映为逆变器开关侧输出电压的直流扰动,文章用一个集中的扰动源代替各种分散扰动,并建立了各种直流扰动源的数学模型。为了有效抑制输出电压直流扰动,用逆变桥开关侧输出电压中直流分量反馈构成闭环控制系统。最后在3 k W实验样机上进行了直流抑制实验,实验结果验证了文章所提方法的有效性。     

混合调制并联型双频单相并网逆变器拓扑及控制方法研究

为提高单相并网逆变器的效率和并网电流质量,提出一种混合调制双频单相并网逆变器。该逆变器的功率单元和消谐单元并联于电网的两侧,并具有各自的母线,这种结构可实现拓扑结构解耦,降低控制系统的实现难度。功率单元工作在逆变模式,采用低开关频率,将交流电能输送到电网。消谐单元工作在整流模式,采用高开关频率,产生消谐电流以抑制并网电流的谐波。为进一步减小开关损耗,功率单元使用单极性调制方法。为提高消谐性能和便于控制,消谐单元使用双极性调制。实验结果表明,混合调制双频单相并网逆变器能利用谐波对消原理消除并网电流谐波,可有效降低逆变器的功率器件损耗。     

基于P/Q控制策略的并网光伏系统短路特性分析

随着分布式发电技术的快速发展,并网光伏系统应用日益广泛。并网光伏系统短路特性不同于传统同步发电机电网系统,因此,从逆变器拓扑结构出发,依据P/Q控制策略,利用MATLAB/simulink建立仿真模型,得到并网光伏系统在不同故障情况下的电流输出曲线,分析并网光伏系统的短路特性,对于并网光伏系统的研究工作具有实际意义。     

反激型电流源光伏并网逆变器的损耗分析与优化设计

研究了反激型电流源光伏并网逆变器损耗的计算方法,推导出用于损耗分析计算的公式.分析表明:反激型电流源并网逆变器的损耗与其变压器匝比关系密切,匝比直接影响开关器件的选择与变压器的设计,最终影响变换器效率.在对其损耗分析模型进行验证的基础上,应用该模型进行了一个160W光伏并网逆变模块的优化设计,实验证明该方法能够为反激型并网逆变器的设计提供一套有效的设计方法,达到优化系统参数的目的.     

光伏并网逆变器辅助电源设计

太阳能是清洁安全可靠的可再生能源,采用光伏并网技术的太阳能发电已成为应用面最广的光伏新能源应用技术。基于电流型PWM控制芯片UCC2801设计了一种光伏并网逆变器用辅助电源,采用4路输出的单端反激式拓扑,由光伏并网逆变器的直流母线供电,并采用电压基准源及光耦实现隔离反馈。试验结果表明,该辅助电源输入电压范围宽、输出纹波小、交叉负载调整率低,还能防止反复启停及在电源启动后自动关断。     

并网光伏逆变器 转换效率的仿真与实证研究

通过研究光伏阵列数学模型和并网光伏逆变器拓扑结构,利用Matlab/Simulink构建并网光伏发电系统模型建立并网光伏逆变器转换效率与环境参数间联系,绘制出太阳辐照度、温度与逆变器转换效率三维曲面图,并与西藏羊八井光伏电站实测数据进行对比,验证仿真模型正确稳定,数据准确可靠。