一种高效率低纹波电流的光伏电源逆变器设计

介绍传统光伏电源系统产生低频纹波的原因,为满足户用型单相光伏微逆变器功率输出要求,提出一种前级DC/DC升压环节和后级逆变环节的隔离型单相双级式光伏并网微逆变器。采用一种扰动直流母线电压参考值的方法,抑制了两级式逆变器直流输入侧存在的两倍交流输出频率电流纹波,提高了输出功率效率。基于数字信号处理器(DSP)28035控制的220 W光伏并网微逆变器实验证明了理论分析的可行性。     

基于STM32F407的单相光伏并网逆变器研究

逆变器是光伏并网发电系统的核心设备。其主要拓扑结构可以分为单级式和两级式,一种好的拓扑结构是保证逆变器稳定、高效率和高安全性工作的基础。采用两级式结构,前级采用单重Boost进行升压和最大功率获取,后级采用典型的单相全桥逆变,经过LCL滤波器并入电网,单相两级式光伏并网逆变系统具有最大功率点跟踪控制和逆变并网控制相互独立、互不干扰和效率高等优点。锁相采用一种新型的单相锁相环。通过理论分析确立了系统的控制规律,仿真及实验结果证明了该方案的有效性。控制芯片采用STM32F407,该芯片具有运算速率高、使用方便等优点。     

基于无差拍控制的单相H6拓扑逆变器研究

单相H6拓扑光伏并网逆变器具有高效且抑制漏电流的能力,为了使光伏并网发电系统输出高质量的电能,在分析H6拓扑及无差拍控制工作原理的基础上,推导出了一种单相光伏并网逆变器的无差拍控制PWM算法,提出了一种基于无差拍控制的两级式单相光伏并网逆变器的总体控制策略。最后,搭建了单相H6拓扑光伏并网逆变系统的Matlab/Simulink仿真及实验平台,并对理论分析结果进行了验证。结果表明无差拍控制器应用在单相H6拓扑光伏并网逆变控制系统中能够实现对并网电流的快速准确跟踪,并且具有良好的并网波形质量。     

基于BP神经网络的单相光伏并网逆变器控制策略的研究

基于单相光伏并网逆变器,提出了一种传统PI控制与智能控制算法——BP神经网络相结合的电流内环控制策略,使整个并网系统具有更好的动态特性,提高逆变器的转换效率。文章详细分析了单相光伏并网逆变器的拓扑结构组成、工作过程及神经网络控制算法的基本原理,并对提出的智能控制算法进行了理论推导,最后,在Matlab仿真软件中搭建了基于智能PI控制算法的单相光伏并网逆变系统的仿真模型,通过仿真实验可得,该算法能够提高系统的响应时间、减小误差、实现单位功率因数并网。     

一种新型单相非隔离型光伏并网逆变器研究

针对传统单相非隔离型全桥光伏并网逆变器的不足,研究并设计了一种新型、高效率且具备漏电流抑制能力的两级式单相非隔离型光伏并网逆变器。该逆变器拓扑电路由前级Boost变换器与后级H6结构逆变拓扑级联而成。电流控制环采用比例谐振(PR)控制器来无静差跟踪给定的正弦电流,以提高并网电流质量。最后,通过一台2 kW的单相光伏并网逆变器样机,对理论分析结果进行了实验验证,结果表明该新型单相非隔离型光伏并网逆变器具有控制简单,变换效率高,可靠性高等优点。     

光伏发电系统的新型双闭环控制算法研究

为了提高光伏发电效率和电能质量,对两级式光伏并网逆变器进行了相关研究,其电路结构由前级Boost升压和后级逆变组成。在传统的双闭环控制理论的基础上,提出了以单神经元PID为电压外环控制母线稳压和以无差拍算法控制并网逆变电流的新型控制策略。对单神经元PID和无差拍控制进行了理论分析,在PSIM软件搭建了单相两级式光伏发电系统模型。仿真和样机试验结果均证明了该控制策略的可靠性和有效性。     

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.     

一种高效率低输入纹波电流的光伏并网微逆变器

针对传统光伏系统存在热斑、整体效率低等问题,提出了一种高效率、低输入电流纹波的隔离型单相两级式光伏并网微逆变器。该微逆变器由前级DC/DC升压环节和后级逆变环节组成。DC/DC变换器采用有源钳位和倍压整流电路,使变压器原边开关管及副边整流二极管实现软开关,分析了其稳态下的工作原理并给出了变换器关键波形曲线;后级逆变环节应用软件锁相、脉宽调制等技术实现了逆变并网。提出了一种低成本的在中间母线电压环中加入扰动环节的方法,抑制了两级式逆变器直流输入侧存在的两倍交流输出频率的电流纹波。研制了一台220 W光伏微逆变器样机并进行了测试,实验结果证明了理论分析的可行性。     

低输入电压高效率并网微逆变器的研究

针对单个光伏电池输出电压较低这一问题,提出了一种低输入电压、高效率的单相两级光伏并网微逆变器拓扑。该拓扑前级采用一种高效率的高增益DC/DC结构,实现了软开关技术;后级为全桥逆变结构,采用单电感滤波,应用软件锁相和重复控制电流内环、电压外环等软件控制方法实现逆变并网。研制了一台额定功率为300 W的单相光伏并网微逆变器。经测试,该逆变器满载时并网电流总谐波含量(THD)为1.3%,效率为93.6%,验证了所提拓扑的可行性与有效性。     

实用单相并网逆变器的设计

光伏发电系统的核心是并网逆变器,根据单相光伏并网逆变器的基本原理和控制策略,设计的单相并网逆变器采用前级DC/DC高频升压,后级DC/AC工频逆变的前后两级结构,这样的设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。给出了硬件主回路,DC/DC控制模块选用的是SG3525控制芯片,DC/AC控制模块选用TI公司的DSP芯片TMS320F240作为控制CPU,通过其精确控制使整个逆变器可靠、稳定的工作。     

基于Matlab的光伏并网系统的仿真分析

基于Marlab软件平台建立了两级式太阳能光伏并网系统的仿真模型,对光伏发电系统的不同最大功率跟踪策略进行了分析,对基于电导增量法的前级升压斩波电路（BOOST）电路最大功率跟踪策略进行了仿真验证;对后级并网逆变器的控制策略进行了研究,同时仿真了在系统电压频率发生变化的情况下后级逆变器的响应特性,最后对单相两级式光伏并网系统的工作特性进行了总结。     

单级式单相太阳能光伏并网逆变系统的设计

对于太阳能光伏并网逆变系统,转换效率是至关重要的。目前系统采用得比较多的是多级式变换的拓扑结构,虽然这种结构控制相对简单,但转换效率由于变换级数的增加而难以提高。而单级式拓扑结构具有电路简单、可靠性高和高效低功耗等诸多优点,随着现代电力电子技术以及数字信号处理技术的飞速发展,系统拓扑结构引起的控制困难正在逐渐被克服,单级式拓扑结构越来越多的成为太阳能光伏并网逆变系统设计的首选。该文设计一3KW的单级式单相太阳能光伏并网逆变系统,在Mat-labR2006a/Simulink仿真环境下进行仿真实验,验证了系统设计的正确性。     

单相光伏并网逆变器瞬时电流检测与补偿控制

为拓展单相光伏并网无功补偿功能,实现单相并网系统无功和谐波电流的精确检测和补偿,提出一种改进的新型瞬时无功与谐波电流检测及补偿方法。该方法以瞬时无功理论为基础,推导出单相并网逆变器瞬时无功控制规律,可以简便、快速地分离所需电流分量;并结合无差拍理论,给出基于无差拍控制的单相并网逆变器的脉宽调制（PWM）算法,可以对瞬时谐波及无功电流进行补偿。将该控制策略应用于单相光伏并网系统,使光伏并网系统除提供有功功率外,同时兼备无功与谐波补偿功能,增强了光伏并网功能。     

非隔离光伏并网逆变器漏电流抑制技术研究综述

漏电流抑制是非隔离光伏并网逆变系统需要解决的关键问题之一。为了能够充分利用现有的国内外研究成果,从单相非隔离光伏并网逆变器出发,对漏电流抑制技术研究的三个主要问题——漏电流分析模型、开关调制方式、新型非隔离逆变电路拓扑分别进行了研究与总结,并分析比较了各种拓扑结构的优缺点。最后对提高可抑制漏电流非隔离并网逆变器的性能、提高系统逆变效率给出了建议。     

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...     

两级式光伏并网逆变器母线电压稳定算法研究

母线电压的稳定控制是两级式光伏逆变器长期、稳定运行的前提。目前常用于单相逆变器中点电位平衡控制的方法有：增加分压电容容值法和并联功率电阻法等,但这些方法并不能彻底消除母线电容偏压,并且增加了电路复杂性、降低了系统效率。提出了一种通过调节并网电流的大小来控制母线电压稳定的方法,分别对高、低端母线电压进行采样,将采样值与期望值进行比较,将误差送到控制电路,并通过各自的母线控制器实现母线控制算法使其电压达到稳定状态。对基于这种控制算法的3 kW半桥光伏并网逆变器进行了针对性测试,测试结果证明了所提出的新型控制策略准确可行,适用于两级式光伏并网逆变器。     

3 kW光伏并网逆变器硬件设计

基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略,提出了3 kW单相光伏并网逆变器的硬件设计方案。详细介绍了主电路参数设计和控制电路设计方法。样机实验结果表明,该硬件系统很好地满足了逆变器的设计要求。     

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.     

基于改进调制的两级式单相光伏并网逆变器前级二次谐波抑制

为抑制两级式单相光伏并网逆变器前级电路中的二次谐波电流,利用开关周期平均模型对前级电路中二次谐波电流产生的原因进行了分析,基于此提出了抑制二次谐波电流的改进调制方法。该方法根据实时采样得到的母线电压修正占空比,无需复杂的运算处理,易于实现。进一步分析了改进调制方法下前级Boost电路的小信号传递函数,提出了欠阻尼条件下基于微分先行PID算法的光伏电池最大功率点电压跟踪方法。仿真表明,改进后的两级式单相光伏并网逆变器最大功率点跟踪过程振荡小,光伏电池输出电流平稳,二次谐波电流抑制效果显著。