一种抑制共模漏电流的改进多载波调制策略

非隔离型光伏逆变器拓扑结构简单、效率高,但会在光伏组件和大地之间形成漏电流流通途径,且采用传统多载波调制策略抑制该漏电流时所需载波个数较多。基于H桥级联多电平逆变器(H-bridge cascaded multilevel inverter,HB-CMI)电路提出了一种改进型调制策略,不仅有效地抑制了光伏发电系统中的漏电流,同时也使传统调制策略所需的载波个数减少了一半。最后,在PSIM下搭建了仿真模型并验证了所提调制策略的有效性和合理性。     

基于多载波实现光伏并网逆变器漏电流抑制研究

无隔离光伏并网逆变器具有成本低和体积小等优点而备受关注。但光伏电池板和大地之间的寄生电容和电感会产生漏电流问题,漏电流会影响逆变器寿命,严重时甚至危害人身安全。本文通过建模分析光伏并网逆变器漏电流和共模电压有关,而共模电压和逆变器的矢量成一定关系,从而可以发现漏电流主要是零矢量产生的。故本文提出一种多载波调制摒弃零矢量的方法,从而实现光伏并网逆变器漏电流抑制,该方法在不增加硬件和成本的情况下实现漏电流的抑制。在光伏并网逆变系统中,设计合适的电流控制器对系统稳定性和电能质量至关重要。本文采用准PR(proportional resonant,PR)控制器实现快速精准控制,省去了复杂的坐标变化。通过仿真验证了所提算法的正确性。     

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的漏电流抑制能力.     

三电平四桥臂光伏逆变器漏电流抑制研究

为了解决非隔离型光伏逆变器的漏电流问题,提出一种适用于三相三电平四桥臂逆变器的漏电流抑制方案。建立了三相三电平四桥臂逆变器系统的共模模型,分析了不同开关状态下共模电压的幅值及系统漏电流影响因素,进而提出一种基于双载波调制的新型载波调制策略。该调制可以实现共模电压恒定,从而有效抑制漏电流。最后,搭建了TMS320F28335DSP+XC3S400FPGA数字控制硬件实验平台,对提出的新型载波调制进行了实验研究,实验结果验证了所提方案的有效性。     

非隔离型三相四桥臂光伏逆变器漏电流抑制研究

针对非隔离型三相三桥臂光伏逆变器无法有效抑制漏电流的问题,提出基于三相四桥臂拓扑的漏电流解决方案。建立非隔离型三相四桥臂光伏逆变器系统共模模型,分析了影响系统漏电流的主要因素和变量,提出一种基于布尔函数逻辑运算的新型载波调制策略。该调制可以实现共模电压恒定,从而有效抑制漏电流。最后搭建了TMS320F28335DSP+XC3S400FPGA数字控制硬件实验平台,对提出的新型载波调制进行了实验研究,并与传统调制方案进行了对比分析,实验结果验证了提出方案的有效性。     

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。     

三电平逆变器中点振荡和漏电流抑制方法

针对T型三电平光伏并网逆变器,提出一种SPWM调制和电压控制器,该调制策略不仅能够抑制中点电位振荡,而且能够实现中点电位偏移控制。非隔离光伏并网逆变器存在漏电流问题,通过分析发现漏电流和共模电压正相关,因此重新排列开关次序,舍弃较大的共模电压,从而实现了漏电流的抑制。最后,通过仿真验证所提调制和控制的正确性。     

飞跨电容多电平光伏逆变器共模电流抑制技术

以飞跨电容多电平光伏逆变器为研究对象,首先建立系统共模模型,在此基础上分析开关状态、系统共模电压和共模电流之间的关系,并分析得出在载波正向层叠、载波反向层叠和载波相移三种调制方案下,系统共模电压存在高频变化,然后提出一种新型载波调制策略,利用载波调制结合布尔逻辑运算,使不同工作状态下保持系统共模电压恒定,进而有效抑制共模电流得到。最后搭建基于TMS320F28335DSP+XC3S400 FPGA数字控制的飞跨电容多电平光伏逆变器样机,通过对传统载波方案和本文提出的方案进行实验对比分析,验证了提出方法有效性。     

基于反相层叠载波的三电平逆变器漏电流抑制和中点平衡方法

三电平光伏逆变器的中点波动和漏电流会影响系统的可靠运行和输出质量。为此,提出了一种兼顾漏电流抑制和中点电压平衡的调制策略,在反相层叠载波的基础上通过特定零序分量注入将开关周期内共模电压峰峰值降为六分之一母线电压,波动频率降为开关频率,从而有效抑制漏电流;同时通过零序分量切换控制中点电流,平衡直流侧中点电位;根据判定电流方向,对调制波进行修正,避免死区对漏电流抑制的影响。最终通过实验验证了所提调制策略的可行性和有效性。     

三相级联型光伏并网逆变器漏电流抑制研究

针对级联型光伏并网逆变器,首先建立了传统三相级联H4光伏并网逆变器拓扑的系统共模模型,分析了系统漏电流、系统共模电压、差模电压三者之间的关系,揭示了传统三相级联H4光伏并网逆变器无法抑制漏电流的原因。提出了一种新型三相级联H5光伏并网逆变器拓扑及其调制策略,有效地抑制了系统漏电流。最后,与三相级联H4光伏并网逆变器拓扑进行了性能对比研究,结果验证了所提方案的有效性。     

新型CH5光伏逆变器共模漏电流抑制研究

漏电流抑制是非隔离型光伏系统需要解决的关键问题。该文首先分析了传统CH4光伏逆变器的工作原理,建立了系统共模回路模型,分析了系统共模特性和漏电流抑制能力。然后提出一种新型CH5光伏并网逆变器,从原理和理论上证明了新拓扑具有抑制漏电流的优点,并提出新型一维空间矢量调制策略改善系统共模漏电流抑制能力,最后在TMS320F28335 DSP+EP4CE10E22C8 FPGA数字控制实验平台上对提出的CH5拓扑和传统CH4拓扑进行了对比实验研究,结果验证了提出方法的有效性。     

级联H桥逆变器漏电流分析与抑制

针对非隔离型级联H桥逆变器的漏电流问题,首先建立带有寄生电容参数的逆变器共模等效模型,分别分析单电感电路与对称电感电路中漏电流的特点及其影响因素,指出在对称电感电路中通过优化调制策略可以有效抑制系统漏电流,而在单电感电路中调制手段无法解决漏电流问题。为此针对对称电感电路提出一种改进型载波层叠多电平调制策略,能够有效地抑制系统漏电流,而且实现简单、运算量小。最后仿真与实验结果验证了该方法的有效性与正确性。     

非隔离型三电平逆变器漏电流抑制与中点电位平衡控制

针对中点钳位型三电平逆变器在光伏并网系统中存在的漏电流和中点电位不平衡的问题,文中对漏电流产生的机理和影响中点电位的因素进行了分析.针对已有调制策略存在的不足,在已有调制策略的基础上,对传统调制策略下的调制扇区进行重新划分,并在此基础上选择合适的开关序列,得到一种新型的大中小矢量调制策略.文中所提调制策略的共模电压变化幅值低、直流电压利用率高、输出电压的总谐波畸变率低,且能够对中点电位进行有效控制.最后,通过仿真和实验,将所提策略与传统调制策略在漏电流抑制和中点电位控制等方面进行对比,验证了所提调制策略的有效性.     

基于功率开关-二极管基本单元多电平逆变器及其功率均衡调制策略研究

针对级联H桥型多电平逆变器开关器件随逆变器输出电平数增加显著增多的问题,提出一种以功率开关器件-二极管为基本单元的新型多电平逆变器。该逆变器仅使用较少开关器件即可实现高质量电平输出,且该拓扑开关损耗低、效率高,不仅易于扩展还能有效避免级联单元间电流倒灌等问题。针对传统正负反向层叠载波调制策略调制下逆变器存在级联单元间输出功率不均衡的问题,在传统调制策略基础上推导分析区域功率,提出了一种基于部分载波循环的功率均衡调制策略,并验证了载波循环规律的普适性,所提调制策略能在保持输出电压波形质量不变的情况下,载波仅变换2(n-1)次即可在nT_o/2内实现级联单元输出功率均衡以及开关损耗平均分配,并提高电源利用率。最后搭建两单元七电平逆变器实验平台对所提调制策略进行了实验验证。     

非隔离型级联H5光伏逆变器共模漏电流特性分析

共模漏电流抑制是非隔离型光伏并网系统需要解决的关键问题。首先建立传统非隔离型级联H桥光伏并网系统共模模型,推导出系统共模漏电流数学表达式,分析影响系统共模漏电流的主要因素,指出传统级联H桥逆变器无法抑制共模漏电流的原因。然后提出一种级联H5逆变器拓扑及其调制策略,有效地抑制了系统共模漏电流。最后搭建数字控制实验样机系统,对级联H4拓扑和级联H5拓扑进行对比实验,实验结果验证了所提方案的有效性。     

光伏逆变器电流畸变的自适应抑制设计研究

借助新型的开关支路低频调制的方式可以有效降低光伏逆变器的开关损耗，但会导致输出电流总谐波失真度(THD)的增大，从而恶化逆变器的输出性能。为此，提出了一种光伏逆变器的自适应电流畸变抑制调制策略，仅在过零点时使用传统高频脉宽调制(PWM)，而在其他区段自适应切换至降损开关支路低频PWM调制，从而在降低光伏逆变器开关损耗的同时实现低THD的输出效果。以T型逆变拓扑为例，介绍了两种PWM调制策略的工作原理，对提出的光伏逆变器的自适应电流畸变抑制调制策略进行了分析，通过仿真和样机实验对所提出的自适应电流畸变抑制调制策略进行验证。实验结果表明所提出的方案可以获得低开关损耗，同时有效抑制光伏逆变器的输出电流畸变。     

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。     

多电平逆变器通用组合拓扑结构及调制策略的研究

以多单元串联型逆变器拓扑结构为基础,提出了一种多电平逆变器通用组合拓扑结构的构成原则,对多电平逆变器拓扑结构的研究进行了统一.根据该通用拓扑结构所提供的自由度,构造出了几种新型的组合拓扑结构.同时,基于传统的应用于多电平逆变器的多载波SPWM调制策略,提出了对应于组合拓扑结构的组合调制策略.仿真结果验证了组合拓扑结构及组合调制策略的有效性,为多电平逆变器组合拓扑结构的实际应用奠定了基础.     

多电平逆变器多载波PWM调制策略的研究

介绍了多电平逆变器的思想,对多电平逆变器不同的拓扑结构进行了比较,研究和分析了用于多电平逆变器不同的多载波PWM调制策略.通过对未滤波的逆变器输出电压的谐波分析,对不同调制方法在线性调制区的谐波特性进行了比较.同时,也提出了一种混合的调制策略.分析了不同调制策略在不同的电平数下所具有的特性.讨论了逆变器电平数的增加对于输出电压频谱的影响,也研究了过调制对于输出电压频谱的影响.     

基于多电平逆变器通用组合拓扑结构的调制策略研究

以级联型多电平逆变器拓扑结构为基础,提出了一种多电平逆变器通用组合拓扑结构的构成原则,对多电平逆变器拓扑结构的研究进行了统一.根据该通用拓扑结构所提供的自由度,构造出了几种新型的组合拓扑结构.同时,基于传统的应用于多电平逆变器的多载波SPWM调制策略,提出了对应于组合拓扑结构的组合调制策略,根据所提出的组合调制策略,很自然地产生了一种基于移相理论的SVPWM.仿真及实验结果验证了组合拓扑结构及组合调制策略的有效性,为多电平逆变器组合拓扑结构的实际应用奠定了基础.