一种二极管无源钳位的单相无变压器型光伏并网逆变拓扑研究

发布时间：2019-08-09 08:32

【摘要】：提出一种基于二极管无源钳位思想的单相无变压器型光伏并网逆变器拓扑。与H5等传统电路相比,本拓扑具有更好的对地漏电流抑制能力。目前主流的单相无变压器型逆变电路普遍采用直流或交流解耦技术,阻断共模电流的流通路径。但是,功率开关上的寄生电容可能与共模电抗形成谐振回路,使得共模电流无法彻底消除。以H5拓扑为例,定量分析功率器件寄生电容影响共模电流的机理。针对这一问题,引入无源二极管钳位电路,使得共模电压被母线电容中点钳位,从而抑制了功率器件寄生电容引起的共模电压振荡,更有效地消除对地漏电流。在理论和仿真分析的基础上,通过搭建2 k W实验平台验证所提拓扑的性能。结果表明,改进拓扑相对于原拓扑而言,能更好地抑制对地漏电流,提高了无变压器型光伏并网系统的安全裕度。
【图文】：

1460中国电机工程学报第35卷t(20μs/格)(e)H6桥臂中点电压高频波形ieakagel0.1(/A格)uNA10(/V格)uANileakaget(20μs/格)(f)PVC-H6桥臂中点电压高频波形ieakagel0.1(/A格)uNA10(/V格)uANileakage图7两种拓扑共模电压与漏电流仿真结果对比Fig.7Thecommonmodevoltageandleakagecurrentcomparisonoftwotopologies输出零电平阶段被钳位到直流电压的一半，对地漏电流约为10mA。PVC-H6拓扑实现了共模电压的恒定，，消除了功率器件寄生参数引起的共模高频振荡电流。3.3实验结果通过在实验室搭建2kW逆变器平台，对PVC-H6逆变拓扑的性能进行了实验验证。图8—10t(20μs/格)(a)H6桥臂中点电压高频波形ieaklgae0(1./A格)u(01/V格)uANuBNileakaget(20μs/格)(b)PVC-H6桥臂中点电压高频波形ieaklgae0(1./A格)u(01/V格)uANuBNileakage图8桥臂中点电压高频波形Fig.8High-frequencywaveformofmidpointvoltaget(5ms/格)(a)PVC-H6工频波形uANuBNugug,2umc(05/V格)uNA,uNB(02/V格)ig2(0/A格)ig2ucm2umc(05/V格)ieaklgae(01Am/格)t(5ms/格)(b)PVC-H6共模电压和对地漏电流工频波形2ucmileakage图9PVC-H6实验结果Fig.9TheexperimentalresultsofPVC-H6t(5ms/格)ieaklgae(01Am/格)H6PVC-H6图10H6与PVC-H6漏电流对比Fig.10LeakagecurrentcomparisonofH6andPVC-H6为相同条件下H6和PVC-H6的实验结果，图8为高频下桥臂中点uAN、uBN和漏?

)uNA10(/V格)uANileakaget(20μs/格)(f)PVC-H6桥臂中点电压高频波形ieakagel0.1(/A格)uNA10(/V格)uANileakage图7两种拓扑共模电压与漏电流仿真结果对比Fig.7Thecommonmodevoltageandleakagecurrentcomparisonoftwotopologies输出零电平阶段被钳位到直流电压的一半，对地漏电流约为10mA。PVC-H6拓扑实现了共模电压的恒定，消除了功率器件寄生参数引起的共模高频振荡电流。3.3实验结果通过在实验室搭建2kW逆变器平台，对PVC-H6逆变拓扑的性能进行了实验验证。图8—10t(20μs/格)(a)H6桥臂中点电压高频波形ieaklgae0(1./A格)u(01/V格)uANuBNileakaget(20μs/格)(b)PVC-H6桥臂中点电压高频波形ieaklgae0(1./A格)u(01/V格)uANuBNileakage图8桥臂中点电压高频波形Fig.8High-frequencywaveformofmidpointvoltaget(5ms/格)(a)PVC-H6工频波形uANuBNugug,2umc(05/V格)uNA,uNB(02/V格)ig2(0/A格)ig2ucm2umc(05/V格)ieaklgae(01Am/格)t(5ms/格)(b)PVC-H6共模电压和对地漏电流工频波形2ucmileakage图9PVC-H6实验结果Fig.9TheexperimentalresultsofPVC-H6t(5ms/格)ieaklgae(01Am/格)H6PVC-H6图10H6与PVC-H6漏电流对比Fig.10LeakagecurrentcomparisonofH6andPVC-H6为相同条件下H6和PVC-H6的实验结果，图8为高频下桥臂中点uAN、uBN和漏电流ileakage的波形。其中H6的桥臂中点电压在零电平阶段发生高频振荡，产生同频率的对地漏电?
【作者单位】： 浙江大学电气工程学院;苏州市职业大学电子信息工程系;
【基金】：国家自然科学基金项目(51277195,51377112)~~
【分类号】：TM464

【参考文献】

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本文编号：2524691