单相非隔离光伏并网逆变器拓扑研究

从直流旁路单元和交流旁路单元的概念出发,提出无漏电流非隔离式单相光伏并网逆变器拓扑的两种类型及其构建方式,涵盖了近年来工业界和学术界提出的一系列无漏电流新型拓扑,并演绎出若干新型拓扑。这类新型拓扑与部分现有拓扑共同构成开关旁路单元无漏电流逆变器族,其拓扑演绎规律为逆变器拓扑族的标准化筛选提供新的思路。仿真与实验验证了理论的正确性。

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。

单相非隔离光伏并网桥式逆变器的拓扑相通性及演化规律

为解决单相非隔离光伏并网发电系统中的共模电流问题,近年来大量新型的桥式拓扑被提出。然而,这些拓扑的提出具有随机性,无系统的规律可依据,不利于行业发展。基于单相非隔离光伏并网桥式逆变器,通过分析不同拓扑之间的演化过程,证明了拓扑的相通性,提出了其演化规律。基于提出的演化规律,在现有拓扑基础上推演出一系列新型拓扑,最后通过仿真分析验证了新拓扑的有效性及演化规律的正确性。提出的拓扑相通性及演化规律为更好地理解和研究现有拓扑提供了理论依据,同时也为演化单相非隔离光伏并网桥式逆变器新型拓扑提供了理论参考。

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。