一种基于交流侧功率解耦的无电解电容光伏逆变器研究

提出一种交流侧并联功率解耦电路的无电解电容光伏逆变器。该光伏逆变器主电路采用电压型H桥,功率解耦电路采用一种七开关双向变换器结构,并联在逆变器交流输出侧。H桥变换器采用电流滞环控制以实现交流并网,功率解耦电路采用基于脉冲能量的控制方式,即根据每个开关周期需要解耦的能量大小计算功率开关的占空比。功率解耦电路采用峰值电流控制,从而加大解耦电容上电压纹波,降低解耦电容器容值,以实现无电解电容的目的。分析了并联功率解耦电路的四个工作模式,讨论了解耦电感和电容的参数设计。建立了提出的无电解电容光伏逆变器的Matlab仿真模型以验证其有效性。仿真结果表明,提出的功率解耦电路解耦电容的容值降低到几十μF,可实现无电解电容器的光伏逆变器,从而延长光伏逆变器的使用寿命。     

反激式光伏微型逆变器的研究

研究了一种基于反激式的光伏微型逆变器,对传统的功率解耦环节进行改进,引入双向DC/DC变换器为解耦电路,取代传统的电解电容,提高了光伏微型逆变器的寿命预期。该电路只包含两个小容值电容,可使用寿命较长的无极性电容替代大容值电解电容。最后,仿真试验验证了该解耦电路和控制方案的有效性和正确性。     

微逆变器交流侧泛Buck-boost功率解耦技术研究

针对微逆变器二倍频功率扰动问题,提出了一种交流侧泛Buck-boost功率解耦技术。设计的四种能实现能量双向流动的解耦电路均并联在逆变器交流侧,不同拓扑都可等效工作在Buck、Boost或Buck-boost的模式中。从拓扑结构、工作模式及解耦性能三方面分析了设计的四个解耦电路,以及每种拓扑抑制二次谐波的能力。讨论了脉冲能量缓冲的计算方法。仿真结果表明,三模态六开关Buck-boost功率解耦电路抑制电压二次谐波效果最优,单模态六开关Buck-boost功率解耦电路抑制电流二次谐波效果最优。泛Buck-boost功率解耦技术可以在不依赖母线大电压情况下,大幅降低解耦电容容值,实现无电解电容,提高微逆变器可靠性并延长其使用寿命。     

一种基于Buck/Boost电路的新型微逆变器功率解耦电路

针对微逆变器中存在的二次功率扰动问题,提出了一种新型四开关功率解耦电路。详细分析了基于Buck/Boost电路的新型功率解耦电路的4种工作模式,推导了采用脉冲能量调制控制策略原理,并对电路关键参数进行设计。该电路并联在逆变器交流输出侧,不仅能够明显抑制母线电压和直流输入侧电流中的二次纹波,而且可以将大电解电容替换成小容量长寿命的薄膜电容。最后,仿真实验验证了该拓扑的有效性和合理性。     

一种带功率解耦的Flyback微型逆变器研究

单相光伏并网逆变器中由于输入输出瞬时功率存在差异,通常需要并联很大的电解电容来平衡这部分功率,由于电解电容寿命短,严重限制了逆变器的寿命,所以在电路中加入功率解耦单元,用长寿命的薄膜电容代替电解电容。本文研究一种带功率解耦的Flyback微型逆变器,并对其进行参数计算和损耗分析,推导出了通用的计算公式,最后通过仿真和实验验证了该拓扑的可行性。     

具有功率解耦功能的反激式逆变器的研究

在光伏发电系统中,受电网的影响,逆变器的瞬时输入功率与瞬时输出功率不平衡,在逆变器的输入侧产生了二次功率扰动。文中提出了一种带有薄膜电容的新型功率解耦结构。使其并联在反激式逆变器的输入侧,通过薄膜电容的充放电,使二次功率扰动转移到薄膜电容之中。薄膜电容具有容值小,体积小,寿命长等诸多优点,可以代替传统的体积大、寿命短的电解电容,在滤除二次功率扰动的同时延长系统的寿命。最后通过Psim仿真和实验验证了其可行性。     

一种对称半桥解耦电路控制方法及应用分析

针对两级式单相光伏并网逆变器交、直流侧功率不平衡问题,提出一种对称半桥拓扑的有源功率解耦电路控制方法,给出了解耦电路的参数计算过程及控制器设计方法,并进行了理论分析.搭建了采用薄膜电容的有源解耦电路、采用电解电容的有源解耦电路和全电解电容的无源解耦电路3种实验电路,从直流母线电容容量、解耦电路成本、体积和寿命等几个方面对其进行了应用对比.最后,结合户外光伏发电应用,给出1kW采用薄膜电容的光伏并网逆变电路的仿真与实验结果,验证了所提有源功率解耦控制策略的有效性.     

光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述

在光伏并网微型逆变器中,输出功率含有两倍工频的功率脉动,而光伏组件根据MPPT算法控制输出为恒定的功率,这两者的瞬时功率不平衡通常由并联在光伏组件两端的大电解电容来解决。然而电解电容寿命有限,远低于光伏组件的寿命要求,成为影响微型逆变器寿命和稳定性的决定性因素。回顾了国内外应用于光伏并网微型逆变器中的功率解耦技术,进行分类介绍并列举了不同的电路拓扑及控制方法,最后对其进行比较并指出各种方法的优缺点。     

一种基于直流输出侧并联解耦的光伏微逆变器优化设计研究

研究一种用于光伏发电的功率解耦微逆变器。该微逆变器由基本的buck-boost电路与电流源型高频逆变电路并联而成,解耦电容并联在两个电路之间。通过峰值电流控制法使解耦电容两端电压升高、纹波加大,降低解耦电容容值,避免使用短寿命的电解电容器,从而达到延长逆变器使用寿命的目的。分析了电路的5个工作状态,设计了相应的电路参数和峰值电流控制策略。用PSIM软件建立了电路仿真模型,进行了仿真实验。仿真结果表明,所提出的方法可以降低解耦电容的大小,延长微逆变器的使用寿命。     

光伏并网系统中一种新型直流侧储能装置研究

在全天候工作的光伏逆变系统中,电解电容用作解耦元件直接影响光伏并网逆变器的寿命以及可靠性。与电解电容相比,薄膜电容寿命长,但容量相同时体积大、成本高,直接替代不能达到要求。为解决这一问题,分析了直流侧功率解耦原理、电解电容和薄膜电容的优缺点,设计了一种基于Boost-Buck的新型直流侧储能装置,并进行了仿真和实验研究。结果表明,该装置能很好地消除光伏逆变系统解耦电流的脉动,保持直流侧电压的稳定.实现利用小容量薄膜电容替代大容量电解电容的方法,解决了光伏逆变系统因使用电解电容而产生的寿命问题。     

一种基于改进单相Y源逆变器的功率解耦方法

基于改进单相Y源逆变器,提出了一种新型功率解耦方法。由于二倍频功率纹波的存在,会在单相逆变器直流母线侧产生电压和电流纹波。通常情况下,会在全桥逆变器的直流侧并联大容量电解电容来实现前后级功率解耦。然而,电解电容体积大、寿命短,会影响光伏系统的可靠性和寿命。因此,利用改进Y源逆变器来实现功率解耦,该方法只需要分别在全桥中点和两个桥臂之间增加一个解耦电容。同时对应的控制策略确保在不影响负载电压的情况下,功率波动完全转移到两个解耦电容上。最终,搭建了一台基于TMS320F2812的200W的实验样机来验证所提功率解耦方法的有效性。     

一种光伏微逆变器中六开关功率耦合电路研究

提出一种并联在逆变器交流输出端的单模态六开关Buck-Boost功率耦合电路,以缓冲传统光伏微逆变器中的二次功率脉动。分析了功率耦合电路的四种不同工作模式,主控开关均采用脉冲能量调制(pulse energy modulation,PEM)信号控制。推导了一个开关周期内不同工作模式下的PEM信号占空比以及耦合电感电流给定值的表达式,用以得到相应的PEM信号脉冲。设计了耦合电感和电容的参数。建立Simulink仿真模型,仿真结果表明,该功率耦合电路不仅能抑制光伏微逆变器直流侧输入电流和母线电压中的二次纹波,而且利用交流输出端电压变化范围大的特点,大大降低耦合电容容值,避免使用短寿命的大电解电容,提高了光伏微逆变器的使用寿命和可靠性。     

单相逆变器低频纹波抑制方法探讨

单相逆变器输入侧往往存在低频脉动电流,需要利用很大的电解电容进行滤波,为了取得更好的滤波效果并减小滤波电路参数,有必要采用功率解耦技术解决低频纹波抑制问题。目前文献报道的单相逆变器低频纹波抑制方法大致分为5种情况:DC级功率解耦、两级式功率解耦、AC级功率解耦、三端口功率解耦和无电解电容功率解耦。本文从电路拓扑、电路参数、解耦效果和控制策略几个方面展开介绍,并对以上几种技术进行了比较和评估,总结各功率解耦技术的优缺点及适用范围。     

计及最小飞跨电容的单相三电平微型逆变器

针对单相光伏微型逆变器中电解电容体积大、工作性能受温度影响程度高、寿命短所导致系统功率密度低与可靠性差等缺点,设计了一种计及最小飞跨电容的单相三电平微型逆变器。该逆变器可独立应用于单个光伏板,在保证输出性能的同时,有效浓缩拓扑结构的体积,提高系统功率密度。首先,通过建立系统等效拓扑结构,研究单相飞跨电容型三电平光伏微型逆变器的工作模态;其次分析飞跨电容升压电路实现输出三电平以及功率解耦的机理;然后依据逆变器稳定运行的约束条件,依靠离散求解方法计算飞跨电容的最小容值,采用体积小、工作性能稳定的薄膜电容取缔电解电容。最后,在数字信号处理器（DSP）实验平台中,通过开环控制算法验证了该逆变器的优越性。     

光伏交错反激逆变器解耦控制方法的研究

交流光伏模块将光伏组件与微型逆变器集成为一体,构成一个可直接与电网或负载连接的光伏发电系统模块。微型逆变器独立控制每一个光伏组件,因此受到外部环境条件变化影响小,光伏电池的利用率优于其他光伏并网发电系统结构。首先,介绍了交错式反激逆变器的拓扑结构、工作原理以及并网控制技术;再对3种主动式功率解耦方式及控制方法进行了比较;仿真分析结果表明,3种功率解耦方式能够有效抑制二倍频功率扰动,提高了光伏电池板的效率,可延长电容寿命,但同时增加了设备的体积和成本,逆变效率也会相应下降,电路拓扑和控制都变得复杂。     

一种用于光伏逆变器的新型功率解耦电路

提出了一种用于光伏逆变器的新型功率解耦电路。其中,两个解耦电容的电压叠加起来以提供直流母线电压,一个双向Buck/Boost变换器连接在两个解耦电容之间,使得能量可以在两个解耦电容之间双向传递。本文对新型功率解耦电路的工作原理进行了详细分析,给出了解耦电容的参数设计,解耦电路的控制策略以及功率解耦电容平均电压的控制方法。利用Saber软件对所提出的功率解耦电路进行仿真研究。仿真结果表明所提出的功率解耦电路及其控制策略可以在实现功率解耦功能的同时降低解耦电容的容量和耐压。     

两级单相光伏并网逆变器母线电压控制策略

传统的两级光伏并网逆变器常常采用在直流母线处并联大容量的电解电容作为前后两级的功率解耦方法,电解电容具有体积大、寿命短等缺点,成为制约逆变器寿命和可靠性的关键性因素。该文提出一种应用于两级单相光伏并网逆变器直流母线电压控制方法。所提出的控制方法基于光伏板输出能量、直流母线电容存储能量和逆变器交流输出能量守恒分析,在该分析的基础上得到一个快速的直流母线电压控制器,快速的响应意味着可以采用更小的直流母线电容,从而降低逆变器系统的体积和成本。基于Matlab/Simulink下的系统模型的仿真验证了所提出控制方法的可行性与有效性。     

无刷直流电机无电解电容控制系统研究

在单相交流电源供电的电机驱动系统中,逆变器的直流母线侧通常并联一个几百或几千微法的电解电容,使用大电解电容稳定了母线电压,然而电解电容存在着寿命短,可靠性低等缺点。因此,本文提出了一种应用于无刷直流电机驱动系统的新型无电解电容功率变换器,该电路实现了电网侧与电机侧的功率解耦,通过功率平衡原理,使得电机侧的功率趋于稳定,并且具有寿命长,电网侧电能质量高等优点。同时,针对无刷直流电机换相转矩脉动大的缺点,在电机侧通过移相控制信号对转矩脉动进行了有效的抑制。最后,分别通过仿真和实验,验证了该无电解电容变换器及其控制算法的有效性。     

新型分布式新能源并网逆变器及功率脉动抑制

传统分布式新能源光伏并网逆变器输出功率中含有的两倍工频功率脉动引起的低频输入电流纹波,严重影响了光伏电池工作效率及逆变器可靠性,为此,提出了一种具有输入功率解耦功能的新型分布式并网逆变器,通过引入辅助电路实现了对二次功率脉动的抑制,同时该辅助电路可为高频隔离变压器漏感能量进一步提供回馈通路,有效延长了逆变器工作寿命及其电路可靠性。给出并讨论了所提出新型拓扑的工作机理、关键参数设计及基本控制策略。最后搭建原理样机验证了所提出的电路拓扑正确性及其控制策略的有效性。     

单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路研究

单相逆变器输入电流低频纹波抑制是燃料电池及光伏电池发电系统亟需解决的问题.本文深入研究单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路拓扑及其输入电流低频纹波抑制策略,给出控制参数、关键电路参数设计准则和实验波形.该电路拓扑中有源功率解耦电路位于全桥逆变器输出侧,与全桥逆变器共用输出滤波电感与电容,通过在输出滤波电容上叠加直流电压和低频偶次谐波电压实现逆变器功率解耦,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向直流侧传递的路径.理论和实验结果验证了这种方法的有效性和可行性.