一种单级隔离型Sepic逆变器

提出了一种新型单级隔离型Sepic逆变器。该逆变器只需三个有源开关和一个高频变压器,结构简单、易于实现。该逆变器由直流Sepic变换器扩展而来,因而具有升降压能力,适于直流侧电压宽范围波动的可再生能源发电系统。介绍了所提逆变器的电路结构和工作原理,采用单周期控制实现了系统的闭环控制;给出了该逆变器的磁集成设计方案;在理论分析的基础上,进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,该逆变器具有良好的动、静态性能。

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。

一种新型单级非隔离双Cuk逆变器

为适应可再生能源发电系统宽范围变化的直流电压,提出一种新型单级非隔离双Cuk逆变器。该逆变器是将两个改进的Cuk直流变换器通过输入串联、输出并联的组合而成的。借助于Cuk直流变换器的升降压能力,使得该逆变器可以适应于宽范围变化的输入直流电压。介绍该逆变器的工作原理和参数设计方法,推导其数学模型并设计闭环调节器。在理论分析的基础上,进行仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,该逆变器具有升降压能力,适用于输入电压宽范围波动的应用场合;通过设置适当的调节器,该逆变器可以获得良好的动、静态性能。

准单级隔离Buck-Boost型多输入逆变器

提出一类准单级隔离Buck-Boost型多输入逆变器电路结构与拓扑族,及具有不同供电模式平滑无缝切换的主从功率分配能量管理正弦脉宽调制(SPWM)控制策略,并对这类多输入逆变器的电路结构与拓扑、稳态原理特性、多输入源占空比之间的关系、能量管理控制策略和关键电路参数设计准则等进行深入的理论分析,并获得重要结论。该电路结构是由带多输入选择开关串联电路的双向隔离Buck-Boost直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,包括单管式等4个拓扑。该主从功率分配能量管理SPWM控制策略是由n-1个输入电压环、具有n路功率分配、带功率独立控制的输出电压瞬时值反馈环三部分构成,能实现不同供电模式的平滑无缝切换。设计并研制的500V·A、DC 80V^110V/AC 220V(50Hz)多输入逆变器样机,具有变换效率高、输出波形质量高、带载能力强、不同供电模式间平滑无缝切换等优良性能。

一种三相电流型Sepic逆变器

该文提出一种非隔离型三相电流型Sepic逆变器,该逆变器的结构主要通过传统的三相桥式电路以及可升降压模块的Sepic电路组合而成。借助SPWM载波幅值可调策略解决对于电流型逆变器直流侧电感较大的问题,同时优化输出波形质量。首先介绍此三相电流型Sepic逆变器的工作原理以及相应的调制方式,并在此基础上给出此电路的电压增益数学公式推导,进行相应的数学建模,并由此确定了闭环控制策略。通过仿真验证此电路的升降压能力,最后通过TMS320F2812与FPGA搭建数字控制平台进行实验验证,验证此电路的可行性。

一种单级非隔离Buck-Boost新型光伏逆变器

提出一种新型单级非隔离Buck-Boost逆变器。为使输入电压与调制波之间呈线性关系,采用一种新型的非线性PWM策略。该逆变器具有平衡的升降压能力,适用于光伏系统等输入电压宽范围波动的场合;此外该逆变器所用开关器件较少,仅需一个感值较小的电感作为储能元件,无需电解电容,并具有体积小、成本低、效率高、短路及断路保护简单等优点。首先对该逆变器的工作原理进行分析,确定其调制策略,然后建立其数学模型,设计闭环调节器,最后进行仿真和实验验证。通过分析仿真和实验结果,表明该逆变器具有升降压能力,适用于输入电压宽范围变化的场合。

一种新型单级非隔离双Cuk型逆变器

提出一种新型单级非隔离型双Cuk逆变器,此逆变器在输出并联型组合式逆变器构造方式的基础上进行一部分改进,使得该逆变器既保留了Cuk电路的升降压特性,同时电路中的电感电容数量减少了1倍,因此逆变器系统的体积大大减小。该逆变器以非电解电容作为储能及滤波元件,具有可靠性高,使用寿命长等优点。该文根据Cuk电路的非线性特性采用了NPWM(非线性PWM)调制方式,既保证逆变器能够输出良好的正弦电压波形,同时使电路的输入输出关系线性化,降低了系统闭环控制的复杂性。仿真和实验结果证明了该新型逆变器拓扑的正确性和可行性。

单级单相无电解电容Buck-Boost逆变器

该文给出一种无电解电容的单级单相Buck-Boost逆变器。该逆变器可以灵活地实现升降压以适应宽输入范围的直流侧电压;仅用一个工作于正负半周的低值直流储能电感而无需电解电容和大电感,开关器件和无源器件数目少,因而降低了成本和体积,提高了可靠性、使用寿命和功率密度;通过改变储能电感电流方向实现极性反转,控制方式十分简洁,非常适用于中小功率光伏系统。该文详述了Buck-Boost逆变器的工作原理、升降压能力及调制策略,并在此基础上,完成该逆变器升降压、扰动以及并网控制的仿真和实验,结果良好且与理论分析相契合。

一种单级非隔离型Cuk光伏逆变器研究

针对传统电压型逆变器的缺点,结合组合式逆变器的构造方法,提出一种可实现升降压逆变的单级非隔离型Cuk光伏逆变器。首先介绍单级非隔离型Cuk光伏逆变器的拓扑结构和工作原理,阐述系统参数的设计,然后分析非线性PWM调制方式和电压闭环控制策略,最后通过仿真和样机试验证明该拓扑结构的正确性及控制方法的可行性。仿真和试验结果表明单级非隔离型Cuk光伏逆变器具有较宽的输入电压变化范围,同时对输入电压和负载的扰动具有较强抑制作用,因此具有较重要的研究意义。

非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流抑制

针对非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流问题,在分析三电平共模等效模型的基础上,采用改进型LCL滤波器,将滤波电容公共点接回到直流侧中性点,滤除寄生电容电压的高频分量,使共模电流大幅衰减。改进型LCL滤波器改变了三电平直流侧中点不平衡的机理,传统中点平衡算法,如分配因子法不再适用,为此,对分配因子法进行修正,提出广义的分配因子法,使中点电位得到有效地控制。实验证明了理论分析和算法的正确性。

新型的无隔离变压器单相光伏并网逆变器

提出了一种采用双级无隔离变压器的新型单相光伏并网逆变器拓扑,由于光伏池板与电网零线直接相连,可消除光伏池板对地的共模电压,解决了共模漏电流问题。所提拓扑采用了高频倍压的方式实现升压变换器与并网逆变器的连接,避免了三电平并网逆变器存在的中点电位二次脉动问题,降低了直流侧滤波电容的容量需求。为实现对单相并网电流的无误差控制,并网控制中采用比例谐振控制器,增加了系统的稳定性和提高了并网电流质量。仿真与实验结果均表明所提光伏并网逆变器拓扑的可行性。

新颖的单级三相电压型准Z源光伏并网逆变器

提出了一种新颖的强升压能力的单级三相电压型准Z源光伏(photovoltaic,PV)并网逆变器,并对这种逆变器的电路拓扑、改进的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制策略和低频工作模式、高频开关过程、外特性等稳态原理特性进行了深入研究,获得了重要结论和电压传输比表达式。该电路拓扑是由大升压比准Z源阻抗网络、三相逆变桥和三相LCL滤波器构成,该改进的SVPWM控制策略为大升压比阻抗网络储能电容电压控制和光伏电池最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)外环并网电流内环控制。实验结果验证了采用改进SVPWM控制策略的准Z源逆变器的实际性能。所提出的准Z源逆变器为实现低输入电压或宽变化范围输入电压的新能源并网发电提供了一种有效方法。

基于独立分裂电容的非隔离型中性点箝位逆变器漏电流抑制

为了解决非隔离型中性点箝位(neutral-point-clamped,NPC)三电平并网逆变器的漏电流问题,该文提出一种拓扑结构与调制相结合的漏电流抑制综合方案,该方案在抑制桥臂电流低频震荡、减小连接线电流和抑制漏电流方面可达到综合效果最优,同时又能控制直流母线中点电位平衡。首先,针对拓扑结构提出一种独立分裂电容(independentsplitting capacitor,ISC)结构的改进方法,该方法是一种折中处理方法,在减小漏电流的同时可以显著减小连接线电流,从传递函数的角度分析独立分裂电容值对漏电流和连接线电流的影响,并给出独立分裂电容值的理论计算公式。其次,在调制策略上采用一种基于LMZVM&LMSVM的矢量混合调制,通过减小共模电压变化率来进一步减小漏电流,并实现直流母线中点电位平衡控制。最后,通过仿真和实验对提出的ISC?LMZVM&LMSVM漏电流抑制综合方案进行验证,结果表明了该方法在漏电流抑制、减小桥臂电流低频振荡和连接线电流方面的有效性。

无差拍控制的非隔离型并网逆变器漏电流分析

为实现逆变系统高质量并网电流的输出,漏电流的消除对非隔离型光伏并网逆变器至关重要。分析了非隔离型单相并网逆变器漏电流的产生机理和流通回路,并基于无差拍电流控制原理,说明漏电流对逆变电流以及MPPT的影响。提出了一种基于无差拍电流控制的单相光伏并网逆变器漏电流补偿方法,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真。通过仿真结果和实验测得值相比较表明,通过对逆变器占空比的补偿,可以有效地消除漏电流对逆变电流的影响,从而避免功率跟踪中出现误判或者找不到最大功率点的情况,实现逆变电流高质量输出和最大功率的正确跟踪。

隔离型单极双Sepic光伏逆变器研究

为减小逆变器的体积,提高系统的功率和效率,提出一种隔离型单极双Sepic光伏逆变器。首先详细阐述该逆变器的电路拓扑结构和工作原理,然后对该电路的参数进行设计,并对隔离型单极双Sepic光伏逆变器的电压闭环控制方法进行分析,采用Matlab/Simulink仿真工具建立系统仿真模型,对系统进行稳态和动态仿真研究,通过仿真研究和样机实验验证所提拓扑结构的正确性和控制方法的有效性。

新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究

在二极管中点钳位型逆变器(NPC)的基础上,提出一种新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器,并对其工作特性和漏电流特性进行研究。与NPC逆变器相比,新型逆变器的拓扑仅由十二个开关管和两个直流侧母线电容组成,比NPC逆变器少用了六个功率二极管,拓扑结构得到了简化。为抑制其漏电流,在分析共模电压和开关状态关系的基础上,改进了传统两电平载波调制方案,提出一种新型单载波调制方案。分别通过并网仿真、并网实验和感性实验,验证了所提出拓扑的可行性与新型单载波调制策略的有效性。

带有源缓冲的单级单相电流型逆变器

为了实现单级升压逆变,提出了一种带有源缓冲的单级单相电流型PWM逆变器,及其状态量限定下的输出电压反馈复合单周期控制策略,并对构成这种逆变器的电路拓扑、控制策略、关键电路参数设计、系统建模和仿真等进行了深入分析和研究,获得了重要结论。该逆变器电路拓扑主要由储能电感、有源缓冲电路、电流型单相逆变桥构成,存在三种工作模式和四种电路模态,通过三种工作模式的灵活切换达到限定储能电感电流和缓冲电容电压等状态量的目的,通过前馈储能电感电流和反馈输出电压的复合单周期控制实现输出正弦电压的稳定。1 kVA 100 V DC/220 V 50 Hz AC逆变器的原理实验结果表明,所提出逆变器能实现单级升压逆变,具有输出电压波形质量高、负载适应能力强和动态性能好的优点。

三相单级非隔离Cuk逆变器研究

由3个完全相同的独立的Cuk变换器构成一个三相单级非隔离逆变器。对该电路的工作原理和控制策略进行了分析,针对传统电压控制方式中,输出电压波形含有大量二次谐波,且采用传统改变电路参数的滤波方法可能导致造成整个逆变器的尺寸增大,价格及损耗增高,甚至使整个系统控制更加复杂这一问题,在系统中加入合适的带通滤波器以及适当的比例谐振(PR)控制器,在改善输出电压质量的同时,不影响系统的控制性能。最后在Matlab/Simulink环境下建立了控制系统的仿真模型,验证了新控制系统的可行性,并取得了较好的波形质量。

一种单级高增益电流型光伏并网逆变器

光伏电池的输出电压范围很大程度上受到诸如温度、太阳辐射等环境因素的影响。由于在并网时光伏阵列较低的输出电压很难满足系统对电压的要求,因此,光伏并网逆变器需要具备较好的升压逆变能力。在传统三态电流型逆变器的基础上,提出了一种新型单级电流型升压逆变器。该逆变器采用了含有2个分别对称的电感和二极管的无源网络,在直流输入电压较低时仍能够实现中间母线电压幅值的较大提升,输出稳定的交流电压。分析了对该逆变器高增益的工作方式,并给出了调制策略的具体方案。通过理论分析和MATLAB仿真验证了该新型逆变器拓扑具有良好的性能。

非隔离型六开关光伏并网逆变器

针对传统非隔离无变压器光伏并网逆变器存在漏电流而影响系统安全稳定运行的问题,提出了一种新型非隔离型六开关(H6)拓扑的光伏并网逆变器.新型H6拓扑在两桥壁之间增加了一条连接线,且删除了两个连接二极管,控制策略采用了直接电流控制的脉宽调制技术.该拓扑在一个电网周期内具有六种工作模式,整个工作过程中具有恒定的共模电压.基于上述理论分析,在M atlab/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了实验样机.结果表明:所提出的非隔离H6型光伏并网逆变器具有较好的漏电流抑制效果,且能够为电网提供一定的无功支撑.