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。     

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.     

一种新型低漏电流光伏并网逆变器的研究

提出了一种新型低漏电流非隔离光伏并网逆变器,该拓扑具有优秀的共模电压箝位效果,以及低的共模电流水平。在逆变电感续流时,提供一条两个开关管的续流回路,通过另一个开关管将电路桥臂中点对直流母线负端的电位箝位在1/2光伏阵列输出电压。通过一种有效的驱动逻辑,实现了两个续流开关管和箝位开关管的软开通。详细分析了该拓扑的各个工作模态,并与几种常用的非隔离光伏并网逆变器拓扑进行了比较。通过与Heric拓扑的对比实验证明了该拓扑的有效性和低的共模电流水平。     

基于H5桥拓扑光伏并网逆变器共模电流抑制

光伏并网发电是新能源开发利用的一个重点发展方向,其核心部件是并网逆变器,传统无隔离H桥逆变器无法抑制共模电流,本文研究了新型H5桥逆变器拓扑,与传统H桥逆变器相比,只增加了一个开关管,使得在续流阶段光伏模块和电网之间隔离,实现共模漏电流的抑制;设计了H5桥拓扑双L滤波器,提出了基于准比例谐振控制的双环控制策略;搭建了H5桥逆变器实验平台,验证了H5桥拓扑结构能有效地抑制共模电流,控制策略具有良好的动态和稳态性能,并网电流谐波小。     

中点钳位非隔离全桥光伏并网逆变器

针对光伏发电系统对非隔离逆变电路的需求,提出构成一类中点钳位非隔离全桥光伏并网逆变器的2种基本开关单元:中点钳位正单元(positive-neutral point clamped cell,P-NPCC)和中点钳位负单元(negative-neutral point clampedc ell,N-NPCC)。提出由2种基本单元构造中点钳位全桥逆变器拓扑的生成机理和推演方法,按照该方法可以得到现有的中点钳位非隔离全桥光伏并网逆变器拓扑,如oH5、FB-DCBP以及一族新的中点钳位非隔离全桥并网逆变器拓扑。以所提PN-NPC拓扑为例详细分析了其工作原理,并实验比较了PN-NPC和Heric拓扑的变换效率和共模特性。所提拓扑的共模电压为恒定值,且其变换效率和共模特性均优于Heric拓扑。     

非隔离型光伏并网逆变器漏电流抑制机理分析与改进

共模电流抑制是非隔离型光伏并网逆变器需要解决的首要问题。文中给出了单相逆变拓扑的共模回路统一等效模型,该模型将所有隔离类和非隔离类拓扑统一起来,适用于所有桥类拓扑的漏电流抑制机理分析。对现有桥类逆变拓扑按漏电流抑制机理进行了系统分析和归类。在此基础上,对H5拓扑、Heric拓扑及一种H6拓扑进行了改进。一方面,通过拓扑结构的改变,用共模电压恒定的漏电流抑制途径取代改变共模阻抗的抑制途径,漏电流抑制效果得以提高;另一方面,通过调制策略的优化,逆变器可以实现非单位功率因数运行。在一台5kW单相改进型H5拓扑并网逆变器上进行了实验研究,实验结果验证了理论分析的正确性。     

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.     

一种新型共地拓扑的单相非隔离型准Z源光伏并网逆变器研究

准Z源逆变器可以实现升压功能,允许同桥臂上下开关管直通,提高了逆变器的可靠性,但准Z源逆变器存在共模电流,为解决准Z源逆变器的共模电流问题,提出了一种新型共地拓扑的单相非隔离型准Z源光伏并网逆变器.分析了传统准Z源逆变器产生共模电流的原因,改进了准Z源逆变器的逆变拓扑结构,引入虚拟直流母线,通过将光伏阵列和电网的负端共...     

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。     

一种新型高效单相非隔离光伏并网逆变器

研究了一种新型高效、高可靠性的单相非隔离光伏并网逆变器,利用相互独立的2只耦合电感隔离并网输出电压的正负半波,逆变桥拓扑为H6对称结构,使网侧电压与光伏组件安全隔离,能彻底去除高频分量,有效抑制共模电流。新型逆变器每只开关管串联一只隔离二极管,解决了传统电压型全桥逆变器存在桥臂直通的短路问题,不需设置"死区"切换时间,改善了交流侧输出波形质量,提高了逆变器效率。经对3 kW实验样机测试和比对分析,验证了逆变器的性能优于传统H4隔离式全桥拓扑。     

带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器

为了满足非隔离光伏发电系统低漏电流的要求,提出了一种带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器。该拓扑在全桥逆变器的交流侧加入了一个续流开关,使得太阳能电池板输出端与电网断开,提高了非隔离光伏逆变器的转换效率。另一方面中点箝位电路的应用使得该拓扑在功率处理阶段和续流阶段的共模电压基本保持不变,降低了漏电流。详细分析了拓扑的工作原理,给出了其控制方法,并通过Saber仿真软件验证了带续流开关的中点箝位型非隔离光伏逆变器良好的共模特性。实验研制了一台300 W的原理样机验证了理论分析的正确性及仿真方案的可行性。     

An FPGA-based switching photovoltaic-connected inverter topology for leakage current suppression in grid-connected utilizations

This study presents a symmetrical photovoltaic (PV)-connected inverter topology for eliminating the common-state leakage current in grid-connected inverters. A new inverter topology is introduced that minimizes the leakage current, increases efficiency, and is economically viable because it consists of six power switches and two power diodes that, compared with similar ones, consist of the same element numbers. In this inverter, power losses are lower than popular topologies such as H5, H6, and HERIC, and the voltage stresses of the switches are reduced. These features are due to the unique composition of the inverter branches and the location of the switches and diodes and the formation of a suitable freewheeling path for the current. The freewheeling path separates the alternating current (AC) side from the direct current side in the converter and cuts off the PV array leakage current to the AC grid. This will improve network reliability indices and maintain conservation standards. Finally, the content of this method is validated by comparing the proposed inverter with the existing conventional topologies. A prototype has been implemented for the performance analysis of the proposed inverter and results presented.     

一种基于H6型并网逆变器调制策略的研究

针对传统H6型单相非隔离光伏并网逆变器只能工作在单位功率因数逆变状态而无法进行无功调节的问题,在分析了该拓扑逆变器电压和电流矢量关系的基础上,提出了一种新型的H6型单相光伏并网逆变器调制策略,该调制策略通过当在电网电压的正半周内,在传统调制策略的基础上采用开关管S5与S1互补导通的方式来实现无功传输。最后,通过仿真和实验验证了所提出控制策略的有效性。     

光伏发电利用技术研究

研究了光伏并网发电系统和独立发电系统中的能量管理及高效利用技术。针对光伏并网发电系统,提出一种模块化光伏并网发电系统结构及其系统效率优化控制方法,并进一步提出低漏电流高效率非隔离并网逆变器拓扑。针对光伏独立发电系统,提出采用三端口变换器统一、集中实现系统功率管理和控制,具有集成度高、效率高、体积成本低、控制性能好等优点。     

一种高效率H6结构不隔离单相光伏并网逆变器

提出一种新颖的高效率六开关逆变器(H6)拓扑,解决了无变压器单相光伏并网逆变器漏电流问题。该拓扑将两个单向续流单元嵌在全桥逆变器桥臂中点之间,以获得续流通道,并在续流阶段将太阳能电池板和电网分离。该拓扑续流回路不经过性能较差的体二极管,有利于获得更高效率;同时,无需直流旁路结构中的分裂电容。详细介绍该拓扑的工作原理、脉宽调制(pulse width modulation,PWM)驱动逻辑、并网控制方法以及关键电路设计。仿真与实验验证了该拓扑具有低共模电压、高质量的并网波形和高效率特征。     

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。     

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.     

非隔离全桥并网逆变器并联运行系统

针对非隔离全桥并网逆变器共直流和交流母线并联运行系统,研究功率电路拓扑并联工作及入网电流解耦的条件。深入分析了各种全桥拓扑形式和PWM调制方式的逆变器并联运行的等效模态,指出双极性PWM逆变器并联时,模块间入网电流自然解耦;单极性倍频PWM逆变器并联时,模块间电流存在高频耦合,但基波分量解耦;单极性PWM逆变器并联时,模块之间高频耦合并导致基波分量耦合、不可并联运行。带共模电流抑制的全桥并网逆变器拓扑也可实现入网电流的自然解耦。分别搭建了上述几种逆变器的并联运行实验系统,实验结果证明了分析的正确性。