新型光伏并网逆变器及其漏电流分析

共模漏电流是非隔离型三相光伏并网系统亟待解决的问题。针对非隔离型三相三电平光伏并网逆变器（ESI）存在的共模漏电流抑制不足、并网电流谐波大等问题,提出一种三相三电平逆变器结构（NESI）及其调制策略,通过对中点钳位的三极管合理开断,保持共模电压的恒定。MATLAB仿真结果表明,该NESI逆变器能有效抑制共模漏电流。     

六开关光伏并网逆变器共模漏电流抑制方法

为了解决非隔离型光伏发电系统中的漏电流问题,提出一种六开关拓扑及控制方法。采用开关旁路电感策略,解决了传统六开关光伏并网逆变器共模电压受电感值匹配因素影响的问题,保证光伏系统寄生电容两端电压不含高频分量。通过理论分析和仿真研究的方法,对提出的六开关拓扑及控制进行了验证。研究结果表明,所提出的拓扑及控制方法可以实现漏电流的有效抑制。     

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。     

Z源逆变器光伏并网控制策略研究

Z源变换器因其具有的诸多优点,成为当今研究的热点.首先对基于Z源变换器光伏并网发电系统的工作原理进行了分析,建立了平均状态模型;在此基础上设计了相应的控制器,其特点为:针对系统各部分时域响应特点实现了系统解耦控制,实现了最大功率跟踪与同步并网的要求;采用新的Z源升压控制方案,以适应光伏电池输入电压变化范围较大的特点;采用新型功率扰动的最大功率跟踪方案,保证了并网电流的稳定性.实验仿真证明了控制器的有效性.     

一种抑制Z源逆变器共模电压的PWM方法

根据临近三矢量脉宽调制原理,提出一种适用于两电平Z源逆变器的抑制共模电压调制方法,该方法通过比较2条调制波信号与1条载波信号,产生的脉宽调制信号分别控制逆变器每相桥臂的上、下2只开关管,并给出了2条调制波的生成方法。对所提调制方法的适用性进行了分析,结果表明该方法不存在调制比使用限制。仿真及实验结果均证实,所提出的抑制Z源逆变器共模电压的调制方法,不但可以将Z源逆变器输出共模电压限制在逆变桥输入电压峰值的1/3,而且输出电压不存在低次谐波畸变。     

基于Z源逆变器的屋顶并网光伏发电系统

结合城市中大规模光伏发电的应用以及屋顶光伏组件汇流的特点,在光伏并网发电系统中选择Z源逆变器代替普通逆变器.对Z源逆变器的工作原理进行了详细的分析,对主要的工作状态进行了数学推导,与普通的电压源、电流源拓扑相比,可以实现任意升降压.介绍了某屋顶光伏发电示范项目的设计以及其采用Z源逆变器的实际工作效果.实践证明,采用Z源...     

新型非隔离光伏并网逆变器拓扑及其共模电流分析

提出了一种非隔离光伏并网逆变器拓扑,该拓扑在全桥逆变电路的基础上引入2个开关管构成一条新的续流回路,将电路桥臂中点对直流母线负端的电位钳位在0.5倍的输入电压(Uin),并将太阳能电池板与电网隔开.通过采用有效的驱动逻辑,实现了续流模态工作的2个开关管的软开通.详细分析了该拓扑的各个工作模态,建立了电路的共模等效模型,研究了共模电流频谱与电路参数和开关频率的关系.设计了1000W光伏并网逆变器样机,实验结果验证了所提拓扑的有效性.     

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。     

Z源逆变器

传统电压源逆变器和电流源逆变器有着一些不足之处,一种新型的逆变器—Z源逆变器的出现,解决了传统逆变器的不足。本文介绍了Z源逆变器的提出背景,并详细阐述了Z源逆变器电路结构和工作原理,最后说明了其优点及发展前景。     

基于电流滞环控制的Z源光伏并网系统研究

Z源光伏并网系统中,对于Z源的控制,必须在控制信号中加入直通时间,结合滞环的特点,提出一种适用于Z源光伏并网系统的定频电流滞环控制算法.设定滞环电流轨迹,固化零电压作用时间,开关周期固定插入直通时间.该算法保留了传统滞环控制动态响应速度快、跟踪精确度高,稳定性高等优点,克服了传统滞环控制开关频率不固定而带来的开关损耗大及滤波器设计困难的缺点.在该算法控制下,直流侧经Z源的升压后,使并网电流大大提升;直流侧电压波动得到有效的抑制;系统能有效地跟踪电网电压,保证并网电流与电网电压保持同相.通过仿真与传统滞环控制比较,并经过实验验证,证明了该算法的可行性.     

九开关分布式并网系统抑制共模电流的措施分析

一种应用于集成式光伏并网系统的九开关变换器相比于传统的集成并网拓扑结构节省了25%的半导体器件数量,降低了变换器的体积以及成本,但是如果未考虑系统共模电流的抑制措施,那么高频波动的共模电压将会激发共模漏电流,进而对人身和设备的安全产生威胁。文中首先对九开关电路结构进行了介绍,然后详细分析了这种紧凑型的分布式发电系统的共模电压回路,并对九开关拓扑结构中的共模电路进行了等效简化,最后在得出的简化模型的基础上,提出抑制共模电流的新型九开关拓扑结构,并搭建了九开关电路仿真模型和实验电路进行验证分析。     

Single-phase common mode transformer-less soft-switching grid-connected inverter with eliminated leakage current

In this paper, a single-phase single-stage soft-switching transformer-less grid-tied common mode inverter is proposed, which is useful for injection of power from the photovoltaic (PV) panels to the grid. One of the output ports of the PV panel in the proposed topology can be connected directly to the neutral point of the grid to eliminate the leakage current. The proposed topology has buck-boost ability, besides soft switching capability to have a proper efficiency. Furthermore, the proposed converter can operate in unity power factor, therefore the proposed converter has most of the features needed for a PV inverter. A full analysis of the converter is done. Also, a suitable switching algorithm for correct operation of the converter is presented. Moreover, the design technique for the passive elements of the topology is demonstrated. The voltage gain of the converter is calculated. The leakage current of the proposed inverter due to the low- and high-frequency voltage ripple of the PV panel has been discussed. Simulation results in PSCAD EMTDC plus experimental results from a laboratory prototype are added to substantiate the theoretical results. Eventually, a comprehensive comparison study is presented to compare the proposed topology with the most similar converters.     

抑制漏电流的非隔离电流型光伏并网逆变器

针对非隔离光伏发电并网系统的漏电流问题,提出了一种直流母线开关对称的非隔离电流型光伏并网逆变器.给出了逆变器主电路拓扑结构和开关组态,通过建立光伏电池寄生电容的共模等效电路模型,分析了漏电流的产生和抑制机理.根据开关组态和抑制机理,设计了相应的单极性双载波调制策略和准PR控制策略.仿真和实验结果表明,所提变流器具有良好...     

基于电流滞环控制的Z源三相光伏并网系统

提出了一种适用于Z源三相光伏并网系统的定频电流滞环控制策略。运用三相半桥电路实现滞环控制,解决了直通时间的插入问题,易于DSP实现;采用Z源拓扑进行升压,提高了光伏系统的电流输出能力;采用定频电流滞环控制,不仅具有滞环控制下跟踪速度快、稳定性高、保持并网电流与电网电压同相位的优点,而且由于采用定频控制,降低了开关损耗,简化了滤波电路的设计。Matlab仿真和小功率实验验证了所提策略的可行性。     

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...     

3KW光伏并网逆变系统漏电流分析

并网逆变器漏电流的存在会导致逆变器启动及运行故障甚至人身伤害。本文结合3KW光伏并网逆变器实际工程研发过程中碰到的漏电流问题为研究对象,对工作过程进行建模分析。包括启动瞬间漏电流和运行过程漏电流分析,找到逆变器漏电流产生原因并提出漏电流解决方案。通过实验仿真分析以及实际调试,证明方案能够有效地抑制并网逆变系统的对地漏电流,实现产品化需求。     

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。     

单相光伏两级并网系统的MATLAB仿真研究

为了寻找更好的实现光伏发电系统最大功率点追踪控制方法,根据太阳电池的内部结构和伏安特性建立了太阳电池的等效电路,利用MATLAB语言建立了太阳电池板仿真模型。在分析已有最大功率追踪方法的基础上,提出了一种基于平均值控制的最大功率追踪方法,并对后级并网逆变电路进行理论分析和仿真实验,实验结果证明了所提出方法具有良好的实用性。通过对并网逆变器的控制实现了低谐波含量、高功率因数的并网要求。     

基于空间矢量滞环控制的Z源光伏并网逆变器

提出了一种适用于Z源三相光伏系统的定频电流滞环并网控制新方法.该方法首先基于电网电压空间矢量将复平面分为6个区域以实现线电流的解耦控制,再对线电流进行固定次数的定时比较以实现定频控制,解决了直通时间插入问题.该方法能实现单位功率因数运行,具有响应快速、精度高、抗干扰能力强、开关次数少、易于数字化实现等优点.与传统滞环控...     

基于DIgSILENT的并网光伏发电系统的建模与仿真

基于DIgSILENT仿真平台搭建了适用于动态仿真的并网光伏发电系统的工程用数学模型,包含了光伏阵列、逆变器及其控制系统模型。该系统采用电压外环电流内环的双闭环控制方法,直流电压外环用于实现光伏电池最大功率点跟踪,交流电压外环用于控制输出的无功功率。最后,结合算例,研究了实际光照强度变化、电网有功调度及电网电压跌落时光伏系统的输出特性。仿真结果表明,采用的仿真分析方法切实有效,模型输出与实际输出基本相似。该模型能够很好地实现最大功率跟踪、快速地响应电网调度指令,电网电压跌落时还可提供一定的无功功率,可用于实际光伏发电系统的并网分析,为实际工程研究奠定了基础。