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。     

准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器

提出准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器电路结构与拓扑族。其电路结构是由单向隔离Buck直流变换器和极性反转逆变桥级联构成;其拓扑族包括推挽正激式、双管正激式、并联交错双管正激式、半桥式和全桥式电路。深入分析研究类逆变器的电路拓扑、电流瞬时值控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则。以推挽正激式拓扑为例,设计并研制出1kW48VDC/220V50HzAC并网逆变器样机。研究结果表明,此类逆变器具有高频电气隔离、电路结构简洁、准单级功率变换、变换效率高、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为ZVZCS、并网电流质量高等优点。     

推挽正激式准单级高频环节光伏并网逆变器

分析研究了推挽正激式高频环节光伏并网逆变器的电路拓扑、开路电压法与变步长扰动观察法相结合的双模式最大功率点跟踪(MPPT)控制、输入电压外环和输出电流内环的双环PWM控制策略,给出了关键电路参数设计准则。该电路拓扑是由推挽正激式直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,属于准单级电路结构。DC 1 kVA 48 V/220 V 50 Hz光伏并网逆变器样机的设计、仿真与实验结果表明,该光伏并网逆变器具有高频电气隔离、准单级功率变换、MPPT准确、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为零电压零电流开关(ZVZCS)、变换效率高、并网电流质量高等优点,在中小容量光伏并网逆变场合具有重要应用价值。     

反激型电流源高频环节光伏并网逆变器研究

电流源高频环节并网逆变器的电路结构简单、控制方便且成本低廉,因而在小功率并网发电系统中有广阔的应用前景.研究了反激型电流源高频环节逆变器的并网技术,详细分析该拓扑的工作原理,推导出变换器在各模态下的电压、电流关系及器件应力表达式,为选择合适的变压器匝比和开关器件提供了依据,并给出其他关键参数的设计方法.实验证明,该拓扑应用存小功率光伏并网场合能实现较高的效率和较好的进网电流质量.     

面对未来配电网需求的并网逆变器补偿控制

高频逆变器具有响应速度快、重量轻等优势,随着配电网大量电力电子设备接入,其应用将越来越广。为克服传统H桥式并网逆变器存在的桥臂直通隐患,提出一种适用于高频应用的交错并联双Buck逆变器。该高频并网逆变器采用SiC作为功率器件,在双Buck电路的基础上使用了LCL 3阶滤波器,建立该系统的波特图并分析系统不稳定的原因,通过引入1对零极点来补偿谐振尖峰。最后搭建了一台5 kW双Buck逆变器实验样机,对所提拓扑和补偿控制算法的有效性进行了实验验证。实验结果表明,基于SiC功率器件的新型拓扑结构大幅提升了变换器的工作频率,降低了滤波器的体积;补偿控制算法改善了系统的频域特性、有效提高了系统性能。     

并网接口滤波器拓扑结构推演与分析

作为并网逆变器的重要组成部分,接口滤波器滤波特性的好坏直接决定着逆变器的并网性能和成本体积。从滤波器拓扑结构入手,在深入分析现有L型、LCL型和LLCL型滤波器特性的基础上提出了一种并网接口滤波器统一电路模型。根据该模型对五阶以下滤波器可能的拓扑结构进行推演、归纳与比较,提出了LLCCL1型和LLCCL2型两种新型滤波器拓扑结构。在逆变器侧高频谐波衰减特性、电网侧高频谐波抑制特性、参数设计及谐振尖峰无源阻尼等方面对新型滤波器和现有滤波器进行了详细地对比研究。理论分析和仿真结果均验证了所提出拓扑结构推演方法和新型滤波器结构的正确性和合理性。     

一种组合全波整流式高频链逆变器

分析了3种传统的应用于并网的高频链逆变器(high frequency link inverter,HFLI)的电路拓扑,综合3种HFLI的各自特点,提出了一种组合全波整流式(combined full-wave rectifier-CFR)HFLI(CFR-HFLI)。推演了从周波式HFLI(cycloconverter HFLI,CHFLI)到CFR-HFLI的拓扑重构过程,分析了CFR-HFLI的电路工作模态。对CFR-HFLI和CHFLI进行比较,总结了CFR-HFLI的特点。给出了与CFR-HFLI相关的并网逆变器、AC/AC变换器和组合全桥整流式逆变器的电路拓扑。实验结果验证了CFR-HFLI具有的良好性能和高效率。     

双频单相并网逆变器的拓扑及控制方法研究

为了进一步降低单相并网逆变器的成本,提高并网电流的质量和并网逆变器的效率,提出了一种并联型双频单相并网逆变器。并联型双频单相并网逆变器的主电路包含低频功率单元和高频消谐波单元,并网电流为低频功率单元电流和高频消谐单元电流之和,使得并网电流中的谐波得到了有效抑制。在介绍了并联型双频单相并网逆变器的拓扑结构和工作原理的基础上,给出了并网逆变器的控制策略,整个控制系统包括2个相互耦合的电流环,实现了对并网电流的控制。实验结果验证了理论分析的正确性。     

非隔离型光伏并网逆变器漏电流分析模型研究

高频共模等效模型是研究非隔离型光伏并网逆变器共模电流(在非隔离型光伏并网设备中俗称"漏电流")抑制措施的重要工具。重点推导充分考虑寄生参数的非隔离型单相并网逆变器高频共模等效模型,并基于该模型归纳出消除共模电流的两条途径。其中正弦脉宽调制(sine pulse modulation,SPWM)开关方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的有效性通过仿真和实验手段得到验证,特别指出寄生参数对实际抑制效果的影响。分析电路参数匹配方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的无效性,并指出该措施可以应用在其它单相逆变器拓扑中,如半桥和二极管钳位三电平电路。     

全桥Buck型并网逆变器的分析与实现

分析研究了非隔离全桥Buck型并网逆变器的电路拓扑、电流瞬时值单极性SPWM反馈控制策略、稳态工作原理和关键电路参数设计。非隔离并网逆变器因没有变压器,因此体积小、重量轻、成本低,是并网逆变器电路拓扑的发展趋势。采用电流瞬时值单极性SPWM反馈控制策略的全桥Buck型并网逆变器具有较好的动、静态性能,控制简单、鲁棒性强。在理论分析的基础上,给出了仿真实例并进行了具体的原理试验,仿真波形和原理试验结果验证了全桥Buck型并网逆变器的正确性和可行性。     

基于软件锁相技术的光伏并网系统基准正弦电路

介绍了高效单相光伏并网系统的结构拓扑,指出与电网电压同频同相的基准正弦电路性能状况对于系统能否正常工作、系统输出电流波形质量的优劣有重要作用,提出并深入分析了一类基于最优时间的软件锁相技术、与电网电压同频同相的基准正弦电路,该基准正弦电路由采样电路、信号转换电路、软件锁相环、D/A转换电路组成.给出了关键电路参数设计准则与试验结果,试验结果证明该基准正弦电路输出正弦电压与电网电压同频同相,总谐波畸变率小,简单实用,价格低廉.     

基于统一数学模型的三相四线并联有源电力滤波器的性能分析

具有中线电流补偿能力的并联有源电力滤波器(APF)主电路拓扑结构主要是三桥臂电容中分和四桥臂两种。由于目前还没有对两种拓扑结构都适用的数学模型，使得缺乏对两者性能的定量比较，对于应用哪种拓扑结构更合理存在一定争议，也使得设计控制方法和进行参数优化设计时的理论还不完善。该文提出了一种三相四线并联APF主电路统一的拓扑结构，建立了它的数学模型和性能指标体系。在此基础上分析了关键参数对三相四线并联APF性能影响的规律，并对两种拓扑结构进行了定量的比较，最后通过仿真计算验证了理论推导和所得结论的正确性。该文所提出的统一数学模型为研究三相四线制并联APF提供了较好的理论基础。 关键词：；；     

组合型光伏并网发电系统

采用功率组合技术,通过功率主电路单元并联,运用移相PWM并联组合技术,实现系统结构模块化,可组成大功率光伏并网发电装置,提高系统故障冗余能力,保证系统安全可靠运行。系统采用非线性解耦控制策略及最大功率寻优、空间矢量PWM控制,进行电流跟踪,可调节电网功率因数,且电压适应范围宽。以移相PWM并联组合技术为基础,采用3个单相20kVA的光伏并网发电装置组成60kVA三相光伏并网发电装置,已投入运行。     

大容量并网光伏电站技术综述

为推动光伏发电的发展,加快新能源的高效利用,国内相继开工并已建成了若干兆瓦级大型并网光伏电站示范工程.结合国内外的运行经验,综述了大型光伏电站在光伏阵列、变换器以及并网方面存在的一些问题,阐述了其主要特征和关键技术领域的新动态,总结了对国内大型光伏电站建设和运行的一些启示,并对大容量光伏并网发电的技术方向和未来发展趋势...     

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。     

A review of single-phase grid-connected inverters for photovoltaic modules

This review focuses on inverter technologies for connecting photovoltaic (PV) modules to a single-phase grid. The inverters are categorized into four classifications: 1) the number of power processing stages in cascade; 2) the type of power decoupling between the PV module(s) and the single-phase grid; 3) whether they utilizes a transformer (either line or high frequency) or not; and 4) the type of grid-connected power stage. Various inverter topologies are presented, compared, and evaluated against demands, lifetime, component ratings, and cost. Finally, some of the topologies are pointed out as the best candidates for either single PV module or multiple PV module applications.     

太阳能光伏阵列模拟器综述

太阳能光伏并网发电的广泛应用使得光伏并网逆变器的研究成为热点,而太阳能光伏阵列模拟器的研制解决了光伏并网逆变器调试过程中的模拟输入问题,大大缩短了光伏并网逆变器的研制周期并降低了成本。太阳能光伏阵列模拟器主要由整流电路、功率电路和控制电路三个部分组成,在对以上三部分电路进行归纳、分类和总结的基础上,结合现有太阳能光伏阵列模拟器的研究和产品,分别从不同模拟技术的工作原理、实现方法、性能指标等多个方面进行分析,为太阳能光伏阵列模拟器的研制和产品化提供参考。     

基于dsPIC30F3011的单相光伏并网逆变器设计

为满足小功率光伏阵列并网的需求,以dsPIC30F3011芯片为控制器设计了一种2 kW的单相光伏并网逆变器。给出了光伏并网逆变器的主电路结构及控制方案,采用了Boost电路及改进的扰动观察法来实现MPPT过程;在并网过程中,采用了电压电流双闭环控制策略,实现了单位功率因数并网。最后设计了系统的硬件电路及控制软件,并通过实验验证了逆变器的可靠性。     

多逆变器并网下的超高次谐振特性分析

超高次谐波是电力电子技术快速发展过程中不可避免的电能质量问题,受到了越来越多的关注。为揭示多个逆变器并网下的超高次谐振特性,文中提出了一种多逆变器并网下的超高次谐振特性分析方法。首先,以单相并网逆变器为例,分析其在单极倍频正弦脉宽调制(SPWM)下的谐波分布特性,以此来揭示基于单极倍频SPWM控制下的电力电子装置的超高次谐波发射机理。然后,建立了逆变器并网等效电路模型,并在此基础上,得到了多逆变器并网系统超高次谐波下的等效电路模型。其次,根据所建的等效电路模型求得了公共连接点的等效阻抗,并提出了超高次谐振放大系数的概念,在此基础上采用控制变量法分析了滤波器参数、并网逆变器数量和电网阻抗变化下系统的超高次谐振特性。最后,通过仿真验证了所建模型和理论分析的正确性。     

一种新型光伏逆变器及其控制方法

介绍了一种新型的光伏逆变器,可以工作在独立负载和并网运行两种模式。在两种模式下分别建立了逆变器简化的数学模型。独立负载模式下,主要考虑电压环控制,逆变器主电路的数学模型相当于一个二阶系统。并网运行模式下,主要考虑电流环控制,逆变器主电路可以简化成一个一阶系统。在两种模式下分别设计了相应的控制器,并给出了详细的控制方法。频域仿真结果证明了控制系统的稳定性。在实验室建立了3 kW的样机,运用DSP完成了环路运算及控制,获得了较好的实验结果。