- 討論非隔離光伏并網(wǎng)逆變器
- 研究非隔離并網(wǎng)逆變器常用電路拓?fù)?/strong>
- 采用改進(jìn)型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)?/strong>
- 實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電流性能和變換效率進(jìn)行優(yōu)化
相關(guān)閱讀：
剖析逆變器--優(yōu)化光伏發(fā)電的裝置
http://www.77uud.com/art/artinfo/id/80013204
太陽(yáng)能逆變器設(shè)計(jì)的最新趨勢(shì)
http://www.77uud.com/art/artinfo/id/80013883
如何正確地為太陽(yáng)能逆變器應(yīng)用選擇IGBT
http://www.77uud.com/art/artinfo/id/80013131
1．非隔離光伏并網(wǎng)逆變器
1.1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電對(duì)世界能源的貢獻(xiàn)逐年增大，這有目共睹。
IEA PVPS的數(shù)據(jù)顯示，2009年該項(xiàng)目成員國(guó)共安裝光伏容量6.2GW（全球安裝約7GW），其中超過95%為并網(wǎng)系統(tǒng)，如圖1。
圖1光伏發(fā)電對(duì)世界能源的貢獻(xiàn)逐年增加
1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池陣列和并網(wǎng)逆變器組成（如圖2）。其中并網(wǎng)逆變器對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的性能和成本起著重要的決定作用。
按照是否帶變壓器，并網(wǎng)逆變器可以分為隔離型和非隔離型，包括：工頻隔離并網(wǎng)逆變器、高頻隔離并網(wǎng)逆變器、非隔離并網(wǎng)逆變器（單級(jí)式和多級(jí)式）等。
工頻隔離并網(wǎng)逆變器（如圖3）具有電氣隔離、消除電流直流分量等優(yōu)點(diǎn)，但體積重量大、價(jià)格高，只有94%—96%的系統(tǒng)效率。
高頻隔離并網(wǎng)逆變器（如圖4）具有電氣隔離、體積、重量、成本降低等優(yōu)勢(shì)，但系統(tǒng)效率只有90%—95%。
非隔離并網(wǎng)逆變器分為單級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器和兩級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器。單級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器適合更高PV電壓和功率；而兩級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器適合寬電壓范圍的PV陣列，它們都具有98.8%的最高效率，體積小、重量輕、成本低，但其缺點(diǎn)是電池板和電網(wǎng)之間出現(xiàn)電氣連接。
圖2光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)
圖3工頻隔離并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)圖
電氣連接為漏電流提供了流通路徑，是高效率的非隔離光伏并網(wǎng)逆變器應(yīng)用的最大障礙。漏電流問題會(huì)產(chǎn)生寄生電容150nF/kWp，引起開關(guān)頻率共模電壓源。目前大多采用電路結(jié)構(gòu)SPWM調(diào)制的策略。
圖4高頻隔離并網(wǎng)逆變器
2.非隔離并網(wǎng)逆變器常用電路拓?fù)?/strong>
過去，我們常采用雙極性SPWM調(diào)制的全橋并網(wǎng)逆變器（圖5為其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)），因?yàn)槠湫什桓撸?yīng)用在小功率場(chǎng)合，而且沒有專利壁壘。
圖5雙極性SPWM調(diào)制的全橋并網(wǎng)逆變器的拓
這里我們要介紹幾種具有專利的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2.1 Sunways公司的專利拓?fù)?/strong>
單相兩級(jí)式系列：AT 2700/3000/3600/4500/5000：
單相單級(jí)式系列：NT 2500/3700/4200/5000；
三相兩級(jí)式系列：Three-phase IxIT 10000/11000/12000。
圖6 Sunways公司的專利拓?fù)?/div> 2.2 SMA公司的專利拓?fù)?/strong>
單相兩級(jí)式系列：SB3000TL/4000TL/5000TL;
單相單級(jí)式系列：SMC6000TL /7000TL /8000TL/9000TL /10000TL /11000Tlo
圖7SMA公司的專利拓?fù)?/div> [page]
2.3半橋型拓?fù)?/strong>
二電平SPWM半橋無專利壁壘，因而被廣泛采用；此外，還有單極性SPWM三電平半橋。
3．改進(jìn)型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器
先來看單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析的模型（如圖8）是如何解決單相并網(wǎng)逆變器的漏電流問題的。
濾波支路：受進(jìn)網(wǎng)濾波器、EMI濾波器和電網(wǎng)寄生參數(shù)支配，對(duì)共模電流回路阻抗起主導(dǎo)作用；
寄生支路：由橋臂中點(diǎn)寄生電容構(gòu)成，對(duì)共模電流回路阻抗起影響作用：
我們通過單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析模型（如圖9）歸納出兩種消除漏電流的途徑：
(1)在電路和寄生參數(shù)對(duì)稱的前提下（即滿足VCM-DM：0)，SPWM開關(guān)方式產(chǎn)生的VCM電壓為恒值；
圖8單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析的模型
圖9單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析的模型
(2)SPWM開關(guān)方式產(chǎn)生的VCM電壓為高頻時(shí)變時(shí)，通過電路參數(shù)匹配使得VCM+VCM-DM=consto。
全橋類單相并網(wǎng)逆變器漏電流抑制技術(shù)包括：
(1) 在電路和寄生參數(shù)對(duì)稱的前提下(即滿足VCM-DM：O)SPWM開關(guān)方式產(chǎn)生的v電壓為恒值。
常見電路有以下幾種：
帶交流旁路環(huán)節(jié)的全橋電路；
帶直流旁路環(huán)節(jié)的全橋電路；
帶直流側(cè)旁路箝位的全橋電路；
基于功能和效率優(yōu)化的改進(jìn)型全橋電路。
加入一支可控開關(guān)管和分壓電容構(gòu)成雙向箝位支路。
[page]
4.理論分析與實(shí)驗(yàn)研究
4.1電路結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)時(shí)序
主電路結(jié)構(gòu)SPWM和驅(qū)動(dòng)時(shí)序工作模態(tài)為電流正半周和電流負(fù)半周。
電壓箝位工作是續(xù)流階段中點(diǎn)電壓隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)，提升中點(diǎn)電壓或降低中點(diǎn)電壓。
4.2功率器件損耗分析與計(jì)算
以光伏電壓500V、功率5kW等級(jí)為例(如圖10)，我們?cè)谌缦聦?shí)驗(yàn)條件進(jìn)行研究。
輸入電壓：340—700VDG
光伏寄生電容：2×0.1 u F
電網(wǎng)：220V/50Hz
進(jìn)網(wǎng)濾波器：4mH+6.6 u F
功率：1kW
開關(guān)頻率：20kHz
以下羅列了4種電路實(shí)驗(yàn)形式：
A: Haric
B:H5
C: H6
D: Optimized H5
圖1 0功率器件損耗分析與計(jì)算
圖1 1實(shí)驗(yàn)A:Haric
5．結(jié)論
非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器具有效率高、體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn)；
根據(jù)橋式非隔離光伏并網(wǎng)逆變器漏電流分析模型，我們可以得出兩條抑制開關(guān)頻率漏電流的途徑；
我們希望提出一種改進(jìn)型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)洌梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)漏電流性能和變換效率進(jìn)行優(yōu)化。
圖12實(shí)驗(yàn)B:H5
圖13實(shí)驗(yàn)C: H6
圖14實(shí)驗(yàn)D：Optimized H5
特別推薦
- 伺服驅(qū)動(dòng)器賦能工業(yè)自動(dòng)化：多場(chǎng)景應(yīng)用方案深度解析
- 10年壽命+零下40℃耐寒：廢物管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池選型密碼
- 從混動(dòng)支線機(jī)到氫能飛行器：Vicor模塊化電源的航空減碳路線圖
- 意法半導(dǎo)體披露公司全球計(jì)劃細(xì)節(jié),重塑制造布局和調(diào)整全球成本基數(shù)
- 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)重構(gòu)技術(shù)落地！意法半導(dǎo)體全球首發(fā)可編程車規(guī)MCU破解域控制器算力僵局
- 深度解析電壓基準(zhǔn)補(bǔ)償在熱電偶冷端溫度補(bǔ)償中的應(yīng)用
- 如何為特定應(yīng)用選擇位置傳感器？技術(shù)選型方法有哪些？
技術(shù)文章更多>>
- 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手！貿(mào)澤攜TE用電子書解碼智能制造破局之道
- 從單點(diǎn)突破到系統(tǒng)進(jìn)化：TDK解碼傳感器融合的AI賦能密碼
- 0.15%精度革命！意法半導(dǎo)體TSC1801重塑低邊電流檢測(cè)新標(biāo)桿
- 激光器溫度精準(zhǔn)控制，光纖通信系統(tǒng)的量子級(jí)精度躍遷
- 高精度電路噪聲飆升？解密運(yùn)放輸入電容降噪的「三重暴擊」與反殺策略
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻測(cè)試儀
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動(dòng)力電池
動(dòng)力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號(hào)
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號(hào)
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
