一种非隔离中点钳位光伏并网逆变器及其调制策略

提出一种改进型全桥并网逆变器,通过交流解耦单元实现在续流阶段光伏侧与电网侧隔离,并通过双向钳位电路将共模电压钳位为直流母线电压的一半,保证共模电压恒定,从而抑制共模漏电流。给出所提逆变器的工作原理、调制策略以及钳位电路,并将该逆变拓扑与已有典型拓扑进行比较分析,最后对所提逆变器进行仿真和实验验证。     

一种改进中点钳位型HERIC电路拓扑研究

在HERIC电路拓扑的基础上提出一种改进中点钳位型HERIC拓扑。该拓扑通过在光伏逆变器直流输入电容的中点与主电路桥臂之间加入2个开关管,将桥臂处2点电压有效钳位且电压值为输入端电容电压的一半,且共模电压保持不变,从而达到抑制漏电流目的。通过仿真和实验验证了所提出电路具有效率高、抑制能力好的特性。     

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。     

电压源逆变器模型预测共模电压尖峰抑制方法

模型预测控制可用于实现电压源逆变器的共模电压抑制,然而,死区会导致共模电压产生±u_dc/2的电压尖峰。针对该问题,详细分析共模电压尖峰的产生机理,并总结出所有会产生共模电压尖峰的电压矢量切换组合。基于该分析结果,提出一种改进的电压源逆变器模型预测共模电压尖峰抑制方法。该方法首先将三相电流划分为7个扇区,以解决电流过零点难以判断的问题,并根据电流扇区设计不同的电压矢量预选方法,以消除死区的影响。其次,还分析电流一拍滞后对共模电压尖峰的影响,并进一步设计了延时补偿策略。仿真和实验结果表明,所提方法可完全消除共模电压尖峰,将共模电压完全限制在±u_dc/6之间,并可减小电流的总谐波畸变率。     

一种单相非隔离可抑制漏电流的升降压型逆变器

该文提出一种单相单级式非隔离型逆变器，主要通过对Sepic电路进行对称设计后再与H桥电路级联，其不但可抑制漏电流，且可实现升降压逆变。该逆变器的电感、电容参数均较小，拓扑中非电解电容，且其调制方式简单易实现，适用于中小功率的光伏逆变系统。该文首先介绍新型逆变器的拓扑结构和工作原理，其中详细分析系统共模回路抑制漏电流的原理；其次，根据中间电感电流流动方式不同，采用不同调制方法，通过公式对其升降压能力进行分析，并对拓扑中电感、电容参数进行设计；最后，完成仿真和实验验证，其结果与理论分析一致。     

一种可抑制共模电流的三相Sepic电流源逆变器

该文将Sepic电路和传统电流源逆变器结合,提出一种新型可升降压的三相电流源逆变器,并通过构建直流旁路,实现对共模电流的抑制。所提出的新型逆变器拓扑具有能实现升降压、调制方式简单且易于实现等优点,可适用于直流电压范围变化较大的光伏发电等场合。该文首先介绍了三相Sepic电流源逆变器电路拓扑的构造方法和工作原理;其次,推导了逆变器在任意开关时刻的共模电压表达式,并对其共模电流抑制效果进行分析;然后,建立逆变器的等效电路图和数学模型,详细分析逆变器的升降压能力;最后,通过仿真和实验证明所提出的三相Sepic电流源逆变器及其控制方案的有效性和可行性。     

一种改进的抑制漏电流无隔离光伏并网逆变器

针对传统逆变器拓扑效率低、漏电流大的问题,提出改进的H5桥无隔离光伏并网逆变器拓扑,与传统H桥逆变器相比,改进H5桥增加一个开关管,使得在续流阶段光伏模块和电网之间的隔离,从而可实现共模漏电流的抑制;高频开关利用MOSFET代替IGBT,可减少开关损耗,提高系统效率;消除死区时间,提高并网电流质量。通过一个1 k W的原理样机进行实验验证。     

基于改进型Heric拓扑的单相无变压器型光伏并网逆变器

传统Heric拓扑中,因桥臂中点电压处于悬浮状态,而不能稳定共模电压,无法完全抑制漏电流。文章提出了一种新型有源中点箝位逆变拓扑,在Heric拓扑续流桥臂中点处向分压电容中点引入一条T型通路,该通路能够使中点电压有效箝位。最后,仿真实验结果验证了所提的拓扑结构能够稳定共模电压和抑制漏电流。     

三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的分析

详细分析了三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的产生机理,构建了共模电压模型,得出了抑制共模电流的一般规律。利用该规律,对三相全桥拓扑结构的共模电流进行了详细分析,提出了新型控制方法,通过仿真试验对该方法进行了验证。     

一种能够抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器

该文给出一种能抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器,该逆变器是通过将H桥逆变器与Buck-Boost斩波电路级联以及对相关的元件进行复用并对电路进行简化得到的,可同时实现升降压以适应宽输入范围的直流侧电压,无电解电容应用且具备有效抑制漏电流的能力,保证系统的可靠性和安全性,非常适用于中小功率光伏系统。此外,利用一种基于调制波重构的非线性调制策略,能显著降低直流侧储能电感大小,有效提高功率密度,实现均衡升降压。详述其工作原理,通过共模分析验证其能对阴阳两极漏电流实现有效抑制以及新型调制策略下可实现均衡升降压控制。在理论分析基础上,完成逆变器并网控制的仿真和实验,结果与理论分析相契合。     

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。     

一种新型三相Buck-Boost光伏逆变器漏电流抑制研究

漏电流问题是限制非隔离型光伏逆变器广泛使用的关键因素之一。为解决该问题,提出一种可应用于光伏系统的新型三相Buck-Boost逆变器。首先介绍该逆变器的拓扑结构和工作原理,然后推导该拓扑在任意开关时刻共模电压的表达式,从而研究正弦脉宽调制（SPWM）和系统共模电压及漏电流之间的关系,并通过数学模型分析逆变器的升降压能力。最后通过实验平台对上述方案进行验证,实验结果证明了上述方案的有效性和可行性。     

一种具有解耦能力的反激式电流型逆变器

单级微型逆变器因结构简单、成本低而广泛应用于光伏发电。但存在的二倍工频脉动势必造成光伏侧电压、电流较大波动,导致最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）控制器设计困难。现有采用电解电容的无源解耦方案导致逆变器使用寿命缩短。对此,文章提出一种具有功率解耦能力的反激电流型微型逆变器。该拓扑通过创造功率解耦路径,有效降低了母线电压对电容的依赖,为薄膜电容替换电解电容提供了可能。同时,通过拓扑推演,获得拥有较小电流应力的电路连接方式。最后,搭建100 W的实验样机,证明了所提逆变器的正确性和可行性。     

基于虚拟磁通的并网逆变器直接功率控制研究

基于传统直接功率控制的策略思想,改变以L电感并人电网的拓扑结构,提出基于LCL滤波器的直接功率控制,系统分析有源阻尼,谐波抑制,虚拟磁通估计和锁相环PLL等控制算法,进而提出改进的直接功率控制策略。在MATLAB／SIMULINK的仿真平台上,分别搭建光伏并网的主电路模型。以及包含有源阻尼,谐波抑制,虚拟磁通估计和PLL模块的统一协调的控制系统,仿真结果表明改进的直接功率控制能有效改善并网逆变器的电流质量,降低总谐波畸变率,并使电网电压和注入电网电流同相,功率因数为1。     

The elimination of leakage currents in the neutral point clamped photovoltaic grid-connected inverter by the improved space vector pulse width modulation method

In this paper, the reason of high-frequency leakage current in neutral point clamped photovoltaic grid-connected inverters that adopts traditional modulations is analysed. In order to solve the problem, this article puts forward two improved methods based on the three-level space vector pulse width modulation (SVPWM), which can reduce the leakage current by applying three medium vectors or using only two medium vectors and one specific zero vector to compose the reference vector. In addition, the system control method adopts the coordination control of the current inner loop and the DC voltage outer loop, which can reduce voltage fluctuation at the DC side. Thereby, the suppression of leakage current can be realised without requiring any modification on the multilevel inverter. Compared with the traditional three-level sinusoidal pulse width modulation (SPWM) and SVPWM, the two new methods are advantageous in having a stable common-mode voltage, low leakage current, and low harmonic component of grid current. The theoretical analysis and results show the effectiveness of the proposed methods.     

工频隔离三相并网光伏逆变器的状态反馈控制

重点研究了三相不平衡电网电压、变压器漏感和线路阻抗对逆变器波形质量和稳定性的影响,得出了逆变器的离散状态空间模型,提出并实现了工频隔离并网光伏逆变器的状态反馈控制策略。通过仿真和试验,验证了该控制策略能有效地抑制电网电压不平衡所造成的影响,可解决变压器漏感和线路阻抗所造成的稳定性问题。     

用于海上风电场直流输电的新型变换器

针对永磁直驱风力发电机变流技术的特点,并根据柔性直流输电系统的电压和功率控制要求,提出了一种新型的直流变换器。该变流器采用三电平拓扑结构、内环电流峰值控制,以及适用于三电平Boost变换器电流峰值控制的双梯形波补偿控制方法,经Matlab／Simulink仿真,研究结果证明该变流器具有功率开关电压应力小、电抗器电流脉动小,以及运行可靠、动态响应性能好等优点,适用于海上风电柔性直流输电等大功率、高电压场合。     

基于虚拟三相算法的微网三相逆变器控制

针对微电网中非隔离型三电平三相三桥臂逆变器采用传统矢量控制时并网电流总谐波畸变（total harmonic distortion, THD）和离网时输出电压THD较高、微网缺相故障时无法运行的问题,提出了基于虚拟三相算法的微电网三相逆变器控制。该控制采用基于一阶惯性环节的虚拟三相算法,对逆变器控制所需的电压、电流每一相采样值构造成虚拟的三相对称矢量,并使用所得的虚拟三相矢量进行矢量控制。该控制将逆变器的三相控制分解成为独立的三个单相控制,可在微网缺相时正常运行,基于虚拟三相矢量每个单相控制可实现矢量控制并获得矢量控制带来的高控制精度和快速响应速度,从而减小逆变器并网/离网运行模式时输出电流/电压的THD。采用MATLAB/ Simulink数字仿真软件进行了该控制方法实际效果的仿真试验,结果验证了该控制方法的有效性。