一种无电压尖峰的改进型分裂Δ源逆变器

针对传统Δ源逆变器(Δ-source inverter,DSI)存在着开关管有较大的电压尖峰、高增益下输出电能质量差的问题,在分裂Δ源逆变器(Split Δ-source inverter,SDSI)的基础上,加入电压箝位单元,提出了一种改进型分裂Δ源逆变器(Improved split Δ-source inverter,ISDSI),研究了它的拓扑结构与工作状态,重点分析了其稳态升压特性与消除电压尖峰过程,并计算了各开关器件的电压应力。新提出的拓扑保留了SDSI升压占空比和调制因数同向调整的优点,这有助于改善高增益下输出电能质量。此外,新拓扑消除了开关管电压尖峰,降低了开关管和二极管的电压应力。Matlab/Simulink软件仿真和样机试验的结果验证了变换器的性能,证明了所提逆变器能够有效解决Δ源逆变器存在的突出问题。     

基于倍压单元的新型准Z源逆变电路

针对现有的技术缺陷,提出一种高电压增益的单级逆变电路,利用直流侧改良倍压单元和逆变侧直通状态,实现交流输出电压受耦合绕组匝数比和直通占空比的双自由度调节,在小直通占空比时能够获得高升压比.分析新拓扑的工作模态、各元件之间的电压和电流关系以及比较三相桥式逆变器总开关功率.在此基础上,分析寄生参数条件下逆变器升压比与效率之...     

Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略

提出一种Z源LCL型光伏并网逆变器的综合控制策略。在对比直流链电压间接控制和直接控制的基础上,指出间接控制电容电压能获得比直接控制直流链电压更佳的暂态响应;用自适应模糊PI控制实现最大功率点跟踪和升压控制的解耦;对空间矢量脉冲宽度调制策略进行改进,降低开关损耗的同时最大程度地提高了Z源逆变器的升压能力;逆变器交流侧采用LCL型滤波器与电网连接,可提高入网电流的质量,采用一种基于单位延时的控制策略,可有效地抑制LCL滤波器的谐振,提出满足稳定性的LCL滤波器参数设计方法。仿真和实验结果验证综合控制策略的正确性和有效性。     

新型倍压-Z源逆变器

传统单级可升压逆变电路能够克服升压和逆变电路不兼容的缺点,但拓扑本身结构使该类电路升压能力受逆变电路调制因子M的限制,不能完美的发挥其优点。针对现有的技术缺陷,提出一种高电压增益的单级逆变电路,利用直流侧改良倍压单元和逆变侧直通状态,在直通占空比D较小时获得较大的电压增益。电容的缓冲作用能有效减小直流链电压的开关尖峰,逆变效果好,适用于光伏并网等升压要求较高的逆变场合。对变换器的工作状态进行描述,以此进行理论分析,并加以仿真验证,再和经典变换器的电路参数对比。继而搭建600 W实验样机,验证电路的可实现性,最终的实验结果验证了所提逆变器的可行性和正确性。     

一种新型Z源逆变器

提出一种新型Z源逆变器。相对于传统Z源逆变器,该拓扑结构通过引入一个实现直通的IST-IGBT(isolated shoot-throuth IGBT,直通分离型全控型器件)来分离直通零矢量与传统零矢量,用耦合电感来代替传统Z源逆变器中的一个电感,且Z源阻抗网络相对于三相逆变桥的位置发生改变,此外构造电容电压环来间接控制直流链电压,保证了直流链电压的稳定。通过仿真实验可知该新型Z源逆变器比较于传统Z源逆变器可实现更高的电压增益,逆变侧输出电压波形质量更优同时不存在启动冲击电流和稳态时电容电压较低,验证所提Z源逆变器的优越性能,并且在该控制策略的作用下系统具有较好的鲁棒性。     

一种新型三相电压型准Z源逆变器

针对DLCC级联型准Z源逆变器拓扑结构电压应力高、建模复杂的问题,在不增加无源器件的条件下,提出一种新型三相电压型准Z源逆变器,采用状态空间平均法对其进行小信号建模,并分析器件的暂态特性;应用简单升压控制对准Z源、DLCC级联型准Z源及新型准Z源电压型逆变器进行对比分析;又将三次谐波注入调制用于新型准Z源逆变器控制。理论分析和仿真结果表明:Z源网络具有对称性,新型准Z源逆变器具有高升压因子、低电压应力、小电感电流纹波及逆变桥直流侧和直流电源有共同接地点的优点;采用三次谐波注入调制法具有进一步提高直流电压利用率,降低电压应力,减小电感电流纹波的优点。     

一种可应用于新能源发电系统的双绕组高效率高升压DC-DC变换器

为解决光伏发电等新能源发电技术输出的直流电压等级较低、不能满足并网电压要求的问题,提出一种可应用于新能源发电系统的双绕组高效率高升压DC-DC变换器。在传统Boost变换器的拓扑中融入开关电容结构与磁耦合升压技术,获得高电压增益,并降低开关管电压应力。拓扑的无源钳位结构有效解决了开关管电压尖峰过高的问题,提高了能量转换效率。详细研究了所提变换器工作原理后,对元件电流、电压应力以及变换器效率进行定量计算。于实验室搭建200 W样机验证所提变换器的可行性,实测变换器最大效率为97.5%。     

新型耦合电感阻抗源逆变器应力简化分析方法

耦合电感型阻抗源逆变器含有多个电感和电容,器件应力分析时通常采用安秒和伏秒平衡计算变换器的状态变量,计算过程冗长且容易出错。因此,为了简化电路分析,提出一种适用于耦合电感型阻抗源逆变器拓扑的无源器件消除方法。通过消除电路中的电容支路或电感支路,然后在一个开关周期内对电路进行平均化,根据所获得的等效平均化电路求解电路中电流、电压状态变量,使得电路的各个状态量之间耦合关系得到简化。为了阐述所提方法的分析过程,以高升压比Y源逆变器为例计算关键元件的电流和电压应力,并与传统分析方法进行比较。最后,通过试验验证所提方法的正确性。     

变拓扑准Z源逆变器

提出一种新型变拓扑结构,通过双向开关连接级联准Z源逆变器级联单元负极,可同时实现工作范围的增加与效率的提高。当输入电压较低时其工作在级联准Z源逆变器模态,获得更宽的工作范围,当输入电压较高时逆其工作在等效准Z源模态,实现更高的效率。介绍变拓扑准Z源逆变器的拓扑结构及基本工作原理,同时提出一种适用于此结构的SVPWM升压调制策略,并解析效率提升的机理。最后通过仿真对此技术方案进行验证。     

新型高升压耦合电感DC-DC变换器

在光伏发电系统中，为实现高增益直流母线电压并网需求，提出一种新型高升压耦合电感DC-DC变换器。通过耦合电感匝比和开关占空比双重调节，提升变换器的高升压能力。利用无源钳位回路对开关器件实现电压钳制，通过耦合电感的漏感吸收开关器件开关瞬间的电流脉冲，有效减小开关器件开关损耗和脉冲冲击，提高了变换器使用寿命。开关管电压应力低、本征占空比小，开关损耗小，有利于提升变换器效率。对变换器工作原理和具体模态进行分析，推演了各器件应力和选型依据。结合仿真和实验对比，验证了新型高升压耦合电感DC-DC变换器的理论正确性。     

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。     

一种应用于光伏系统的单级升压式无变压器型逆变器

文章提出了一种应用于光伏发电的新型升压式无变压器逆变器拓扑结构。该拓扑结构使用双载波同相层叠调制技术,可实现电压的高增益,仅使用较低占空比即可将低压直流侧电压并网。该拓扑输入负极与电网中性点共地,可将分布的杂散电容短路,完成无共模电流运行。同时,所提拓扑结构通过多单元整合实现了能量的单级传递,仅含6个功率开关管。文章详细分析了所提拓扑各功率元件的设计及主要工作模式。最后,通过一台120 W的试验样机,验证了所提拓扑的正确性和控制策略的有效性。     

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。     

中频隔离型光伏±35kV/500kW直流变流器研究与工程应用

首先提出一种中频隔离型光伏±35 kV/500 kW直流变流器,该直流变流器由三相T型三电平并联中频逆变器模组、中频400 Hz/24脉波移相升压变压器、三相二极管整流桥以及高压滤波电路组成,该变流器具有升压比高、结构简单、成本低的优势;其次,为了实现逆变器并联模组有功、无功功率的实时均分,采用一种瞬时功率均分的功率主从控制方案;接着,提出一种基于中频变压器无功补偿的改进型LCL滤波器参数设计方法以提高变流器的效率。最后,通过Matlab/Simulink仿真以及张北国家大型风电并网系统研发（实验）中心建设的光伏发电中压直流汇集现场示范工程,对所提直流变流器的设计理念和控制方法进行验证,现场并网实测最大效率为96.33%,升压比高达88,输出电压±35 kV,仿真和实验结果证明了所提直流变流器的可行性。     

新型光伏高变比开关电容DC-DC升压变换器

光伏发电系统通过BOOST升压变换器连接到直流母线,但传统的BOOST升压变换器存在变比低、开关电容网络的调压特性差等问题。文章将自举电路与BOOST变换电路相结合,并嵌入高阶开关电容升压电路,设计了一种具有升压比高、调压特性好等优点的新型升压拓扑电路。最后,通过实验结果验证了所提出拓扑的有效性,为光伏发电接口电路提供了一种新型拓扑。     

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。     

新颖的小容量光伏/燃料电池供电逆变器

针对多种新能源联合供电场合，提出一种新颖的小容量光伏/燃料电池供电逆变器，并对其电路拓扑、能量管理控制策略、高频开关过程、双输入源占空比、输出电压复合控制器设计、双输入源共模抑制等关键技术进行深入研究。该电路拓扑是由双输入源选择开关、工作半个输出周期的2个双向Flyback直流斩波器、交流滤波电容级联构成。该文所提主从功率分配能量管理SPWM复合控制策略通过控制输出电压瞬时值和多输入源输出功率比来实现对输入源的能量管理和2种工作模式无缝切换。设计并研制的1 kVA光伏/燃料电池双输入逆变器样机的实验结果表明，该逆变器具有单级功率变换、变换效率高、占空比调节范围宽、输出波形质量高、不同供电模式间无缝切换等优良性能。     

串联型光伏中压直流变换器及控制策略

为满足大型光伏电站串联型光伏中压直流变换器的高升压比和宽输入、输出电压的需求,文章提出了一种新型隔离型buck-boost直流变换电路作为模块拓扑,通过调节占空比,实现直流变换模块升压和降压模式灵活地切换,从而提高变换器的电压运行范围。与常规隔离型buck-boost电路相比,文章拓扑中只有低压侧电路含有可控开关管,简化了拓扑控制,使拓扑更适用于中压场合。文章分析了新型直流变换拓扑工作原理,并推导了不同工况下拓扑的电压增益,提出了适应不同运行工况的变换器控制策略。根据文章策略开发了3 kV/90 kW直流变换模块和20 kV/500 kW串联型光伏直流变换器,测试结果证明设备能够稳定运行。     

寄生参数对TΓ混合型阻抗源逆变器的影响

研究寄生参数对一种TΓ混合型阻抗源逆变器(TΓ-qZSI)的影响。首先分析在寄生参数条件下逆变器的电压、电流关系,推导出寄生参数条件下逆变器升压比与效率之间的关系。计算在寄生参数条件下逆变器主要元器件的功率损耗,及各部分损耗所占比重。并借助逆变器工作效率关系式,合理分析变换器中主要器件的寄生参数对整个电路性能的影响,从理论层面有效指导逆变器的参数设计,更合理地选择器件。最后制作1 kW样机并上电测试,实验结果成功验证了理论分析的正确性。     

基于开关电容的单相九电平升压逆变器

高电压增益已成为多电平逆变器接入低压光伏系统的重要特性。文章提出一种9阶开关电容升压式多电平逆变器（9-Level Switched Capacitor-Boost Multi-levle Inverter, 9L-SC-BMLI）。9L-SC-BMLI拓扑仅用12个功率器件和1个开关电容单元,便可实现9种不同的阶梯电压,并具有两倍的电压增益,无需任何辅助电路,浮动电容的电压即可保持自平衡。此外,所提拓扑具有开关器件少、电压应力低、无需H桥即可实现输出电压的双极性等特点。文章采用同相层叠脉宽调制技术（Phasedisposition Pulse Width Modulation Technique,PDPWM）对9L-SC-BMLI进行调制,并且提供了详细的实验分析。最后,通过在不同实验环境下的仿真和实验结果,验证了9L-SC-BMLI拓扑的可行性和理论分析的正确性。