亚太经合组织gydF4y2Ba 主动和被动电子元件gydF4y2Ba 1563 - 5031gydF4y2Ba 0882 - 7516gydF4y2Ba Hindawi出版公司gydF4y2Ba 10.1155 / 2016/1962438gydF4y2Ba 1962438gydF4y2Ba 研究文章gydF4y2Ba 小说为单相无变压器的光伏系统逆变器拓扑gydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba 海盐gydF4y2Ba IoinovicigydF4y2Ba 艾德里安gydF4y2Ba 信息工程系gydF4y2Ba 石家庄大学的经济学gydF4y2Ba 石家庄050031gydF4y2Ba 中国gydF4y2Ba sjzue.edu.cngydF4y2Ba 2016年gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2016年gydF4y2Ba 2016年gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 06gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 2016年gydF4y2Ba 版权©2016曹海盐。gydF4y2Ba 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。gydF4y2Ba

无变压器的光伏电力系统非常有前途的由于其低成本,体积小,效率高。它的一个最重要的问题是如何防止共模漏电流。为了解决这个问题,本文提出了一种新的逆变器。建立了系统共模模型,分析了逆变器的四种操作模式。它揭示了共模电压可以保持不变,因此可以抑制漏电流。最后,进行实验测试。实验结果验证了所提出的解决方案。gydF4y2Ba

 1。介绍gydF4y2Ba

无变压器的光伏逆变器有突出优势的体积小,成本低,效率高gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba]。越来越多的商业无变压器的光伏逆变器近年来开发。然而,没有电隔离输入和输出的无变压器的逆变器,所以它是容易共模漏电流问题[gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba]。共模漏电流不仅影响逆变器的电磁兼容性(gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba),但也导致了潜在的人类安全问题(gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

为了解决这个问题,三维力控公司开发HERIC逆变器(gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba]。SMA公司开发H5逆变器(gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba]。肖和谢了泄漏电流分析模型(gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba),然后开发了新的优化H5 (gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba],split-inductor中性点夹逆变器(gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba]。卡瓦尔康蒂等人开发了空间矢量调制技术对三相两级(gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba),三级(gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba逆变器。郭等人开发的三相逆变器的载波调制技术(gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba]。杨et al。gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba),Zhang et al。gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba),和圣et al。gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba开发改进代替逆变器。有越来越重视开发新的无变压器的光伏逆变器应用程序。gydF4y2Ba

本文的主要贡献是开发一个新的单相无变压器的光伏逆变器。与之相比,[HERICgydF4y2Ba 5gydF4y2Ba),只有一个辅助开关和控制驱动程序需要的建议。而在HERIC,需要两个辅助开关。同时,两个辅助控制司机应该为两个辅助开关。因此,建议更具成本效益和可靠的,由于更少的辅助开关和控制司机使用。另一方面,三个半导体进行电流在模式2和4。在Heric,两种半导体期间进行电流模式2和4。因此,主要的区别在于,一个额外的二极管的损失。的发展商用碳化硅二极管,二极管的损失会非常小。所以这种差异是因为一个额外的二极管损失会很小。最后,理论分析和实验结果验证该解决方案。gydF4y2Ba

 2。提出拓扑gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba说明了提出的单相逆变器的原理图。它由五个开关和四个二极管。gydF4y2Ba CgydF4y2Ba PgydF4y2Ba VgydF4y2Ba 是光伏阵列和地面之间的寄生电容。电容值取决于许多条件,如光伏面板框架结构,天气条件,湿度,一般50 - 150 nF /千瓦。gydF4y2Ba VgydF4y2Ba ggydF4y2Ba 是栅极电压,gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 是直流总线电压。gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 分别滤波电感。gydF4y2Ba

提出了逆变器的原理图。gydF4y2Ba

共模电压和差模电压被定义为gydF4y2Ba (1)gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba +gydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba UgydF4y2Ba DgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

从(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba),以下电压方程可以得到:gydF4y2Ba (2)gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba =gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba +gydF4y2Ba UgydF4y2Ba DgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba =gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba UgydF4y2Ba DgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba显示了系统共模模型。它可以观察到,差模电压有影响系统共模电流gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba ≠gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 。因此,滤波电感gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 应该设计相同的值的吗gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba ;也就是说,gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba =gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 。因此,差模电压不会造成共模电流,如图gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba(gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba]。注意,共模电流主要是由于高频开关组件。因此,电网电压对共模电压的影响被忽视,因为它的频率远低于开关频率(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

系统共模模型。gydF4y2Ba

另一方面,从图gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba,它可以观察到共模漏电流将消除共模电压的条件gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 可以保持不变。原因是共模漏电流,通过gydF4y2Ba CgydF4y2Ba PgydF4y2Ba VgydF4y2Ba ,取决于gydF4y2Ba CgydF4y2Ba PgydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba PgydF4y2Ba VgydF4y2Ba /gydF4y2Ba dgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 。当共模电压gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 电压是恒定的,gydF4y2Ba CgydF4y2Ba PgydF4y2Ba VgydF4y2Ba 是恒定的。这是gydF4y2Ba dgydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba PgydF4y2Ba VgydF4y2Ba /gydF4y2Ba dgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 。因此,共模漏电流可以消除共模电压gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 是恒定的。为了实现这一目标,以下将操作原则。gydF4y2Ba

提出的逆变器运行在四个模式,如图gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba和表gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

四个操作模式和共模电压。gydF4y2Ba

年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba
模式1gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba
模式2gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba
模式3gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba
模式4gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba

提出了逆变器的开关状态。gydF4y2Ba

在模式1中,开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 打开,和其他开关关掉,差模电压gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba BgydF4y2Ba 等于的直流总线电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba ,而共模电压可以表示为gydF4y2Ba (3)gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba +gydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

在模式2中,只有开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 打开和其他开关关掉。电流流过gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 和二极管。在这种情况下,差模电压gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba BgydF4y2Ba 是0,而共模电压保持不变gydF4y2Ba (4)gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba +gydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

在模式3中,开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 打开,和其他开关关掉,差模电压gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba BgydF4y2Ba 是gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba ,而共模电压可以表示为gydF4y2Ba (5)gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba +gydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba +gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

模式4,只有开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 打开和其他开关关掉。电流流过gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 和二极管。在这种情况下,差模电压gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba BgydF4y2Ba 是0,而共模电压保持不变gydF4y2Ba (6)gydF4y2Ba UgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba UgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba NgydF4y2Ba +gydF4y2Ba UgydF4y2Ba BgydF4y2Ba NgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

从上面的理论分析,可以观察到共模电压保持不变在整个运行周期。因此,可以显著抑制共模漏电流,根据图的理论分析gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

被动和主动组件的系统设计方面提出了如下。评级系统功率为1.5千瓦,直流总线电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 是400 V,栅极电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba ggydF4y2Ba 220伏,电网的频率是50赫兹,逆变器开关频率10 kHz。gydF4y2Ba

首先,活性成分,如开关设计的操作电压、电流通路状态。开关的额定电压和电流应力(gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba )和二极管400 V和10 A,分别。因此,从国际整流器IRG4IBC30S IGBT选择五开关(gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba )。其发射极击穿电压是600 V,连续集电极电流是23.5和13,分别的gydF4y2Ba TgydF4y2Ba CgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 25gydF4y2Ba °C和gydF4y2Ba TgydF4y2Ba CgydF4y2Ba =gydF4y2Ba One hundred.gydF4y2Ba °C。半导体二极管FR20J02GN-ND从诞生的。gydF4y2Ba

另一个设计考虑滤波电感。它的电感可以根据常用的设计准则,计算最大电流的纹波大小小于额定电流的10%。滤波电感纹波电流可以从图计算gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba如下。gydF4y2Ba

建议的操作模式。gydF4y2Ba

模式1gydF4y2Ba

模式2gydF4y2Ba

模式3gydF4y2Ba

模式4gydF4y2Ba

在模式1中,电感电流增加:gydF4y2Ba (7)gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba ggydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba 的振幅和角频率是栅极电压和gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 模式1的时间间隔。gydF4y2Ba

在模式2中,电感电流减少:gydF4y2Ba (8)gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 模式2的时间间隔,gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 开关周期。gydF4y2Ba

在稳定状态,gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。所以gydF4y2Ba (gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba =gydF4y2Ba (gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba )gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。考虑gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba =gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,我们可以获得gydF4y2Ba (9)gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

用(gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba)(gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba),电感纹波电流可以计算如下:gydF4y2Ba (10)gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba TgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

当前的涟漪时达到最大值gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。在这种情况下,最大纹波电流gydF4y2Ba (11)gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

在这篇文章中,gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 是400 V,gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 100年美国,额定电流是10,和最大纹波电流应小于1;因此,滤波电感器应该设计如下:gydF4y2Ba (12)gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba =gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 4gydF4y2Ba ΔgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba xgydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba ≥gydF4y2Ba 0.01gydF4y2Ba HgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

3所示。仿真和实验结果gydF4y2Ba

为了进一步验证该逆变器的有效性,在MATLAB / Simulink进行性能测试。列出了组件和参数如下:系统额定功率1.5千瓦,直流总线电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 是400 V,栅极电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba ggydF4y2Ba 220伏,电网的频率是50赫兹,开关频率10 kHz,滤波电感器是什么gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba =gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba mH,寄生电容gydF4y2Ba CgydF4y2Ba PgydF4y2Ba VgydF4y2Ba = 150 nF。泄漏电流是通过测量电流通过寄生电容(gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba显示了该转换器的操作。仿真结果的操作模式1和模式2图所示gydF4y2Ba 5(一个)gydF4y2Ba。符合图的理论分析gydF4y2Ba 4(一)gydF4y2Ba当开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 打开,发射极电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 的gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 大约是零,目前吗gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 增加的斜率gydF4y2Ba VgydF4y2Ba dgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 。仿真结果波形gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 是相同的吗gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 在模式1,因此不是简单复制在这里。gydF4y2Ba

仿真结果显示转换器的操作。gydF4y2Ba

操作模式1和模式2gydF4y2Ba

操作模式3和模式4gydF4y2Ba

在模式2中,只有开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 打开,发射极电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 的gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 变化从400 V(模式1)0(在模式2),和它的电流gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 下降的斜率gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba ⁡gydF4y2Ba ωgydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba bgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

最后的图在图gydF4y2Ba 5(一个)gydF4y2Ba显示了滤波电感电流,它可以观察到,电感电流gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ggydF4y2Ba 费用(模式1)和放电(在模式2)在一个开关周期,和纹波电流小于1,这是在良好的协议与设计考虑部分gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

仿真结果的操作模式3和4所示图模式gydF4y2Ba 5 (b)gydF4y2Ba。符合图的理论分析gydF4y2Ba 4 (c)gydF4y2Ba当开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 打开,发射极电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 的gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 大约是零,目前吗gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 增长模式3。模式4,只有开关gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 打开,发射极电压gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 的gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 变化从400 V(模式3)0(模式4),和它的电流gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 减少。最后的图在图gydF4y2Ba 5(一个)gydF4y2Ba显示了滤波电感电流,它可以观察到,电感电流gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ggydF4y2Ba 费用和排放在一个开关周期,纹波电流小于1,这是在良好的协议与设计考虑部分gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba显示仿真结果的输出波形在时间和频率域。它可以观察到输出栅极电流是正弦,和总谐波失真(THD)远远低于5%,在IEEE Std指定。929 - 2000。gydF4y2Ba

仿真结果的输出波形在时间和频率域。gydF4y2Ba

的共模电压和泄漏电流的仿真结果如图所示gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba。它可以观察到,共模电压是恒定的,与理论分析一致的部分gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。另一方面,寄生电容电压不包括任何高频共模电压,因此泄漏电流显著降低,如图gydF4y2Ba 7 (c)gydF4y2Ba。其峰值低于300毫安,RMS值低于30 mA,满足国际标准VDE 0126-1-1。gydF4y2Ba

共模电压和泄漏电流的仿真结果。gydF4y2Ba

共模电压gydF4y2Ba

寄生电容电压gydF4y2Ba

共模漏电流和频谱gydF4y2Ba

如图gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba提出拓扑,它可以观察到,寄生电容电压只有基频分量,没有任何高频组件。因此,可以有效地降低泄漏电流300毫安以下,符合国际标准的VDE 0126-1-1。gydF4y2Ba

寄生电容电压和泄漏电流的试验结果。gydF4y2Ba

 4所示。结论gydF4y2Ba

本文提出了一种新的逆变器的理论分析和实验验证,无变压器的光伏系统。该逆变器有以下有趣的特性。它可以保持系统共模电压恒定在整个运行周期。因此,可以显著减少共模漏电流远低于300毫安,符合国际标准VDE 0126-1-1。因此,它是有吸引力的和一个有前途的替代无变压器的光伏系统应用程序拓扑。gydF4y2Ba

 利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba

 郭gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 陆gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba B。gydF4y2Ba 新的逆变器拓扑结构在无变压器的接地电流抑制光伏系统应用gydF4y2Ba 《现代电力系统和清洁能源gydF4y2Ba 2014年gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 191年gydF4y2Ba 194年gydF4y2Ba 10.1007 / s40565 - 014 - 0057 - zgydF4y2Ba GubiagydF4y2Ba E。gydF4y2Ba 山崎gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba UrsuagydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba 洛佩兹gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba MarroyogydF4y2Ba lgydF4y2Ba 在单相接地电流无变压器的光伏系统gydF4y2Ba 在光电研究进展和应用gydF4y2Ba 2007年gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 629年gydF4y2Ba 650年gydF4y2Ba 10.1002 / pip.761gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 35448935206gydF4y2Ba AraneogydF4y2Ba R。gydF4y2Ba LammensgydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba GrossigydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 博通gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba EMC问题大功率发电光伏电站gydF4y2Ba IEEE电磁兼容性gydF4y2Ba 2009年gydF4y2Ba 51gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 639年gydF4y2Ba 648年gydF4y2Ba 10.1109 / TEMC.2009.2026055gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 69549089786gydF4y2Ba 埃尔南德斯gydF4y2Ba j . C。gydF4y2Ba 比达尔gydF4y2Ba p·G。gydF4y2Ba 麦地那gydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba 光伏发电机的绝缘和泄漏电流的特性:相关性对人类安全gydF4y2Ba 可再生能源gydF4y2Ba 2010年gydF4y2Ba 35gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 593年gydF4y2Ba 601年gydF4y2Ba 10.1016 / j.renene.2009.08.006gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 71549149031gydF4y2Ba 波特gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba ChristophgydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 尤尔根•gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 逆变器将直流电压转换成交流电流或一个交流电压gydF4y2Ba 欧盟专利1369985 (A2), 2003年gydF4y2Ba 维克多gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba GreizergydF4y2Ba F。gydF4y2Ba BremickergydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 转换方法的直流电压源的直流电压,更确切的说从光伏直流电压源,交流电压gydF4y2Ba 美国专利7411802,2008gydF4y2Ba 肖gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 谢gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 泄漏电流分析模型和应用单相无变压器的光伏发电逆变器gydF4y2Ba IEEE电磁兼容性gydF4y2Ba 2010年gydF4y2Ba 52gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 902年gydF4y2Ba 913年gydF4y2Ba 10.1109 / TEMC.2010.2064169gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 78649323236gydF4y2Ba 肖gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 谢gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 陈gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 黄gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba 一个优化无变压器的光伏发电逆变器gydF4y2Ba IEEE工业电子产品gydF4y2Ba 2011年gydF4y2Ba 58gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 1887年gydF4y2Ba 1895年gydF4y2Ba 10.1109 / tie.2010.2054056gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 79954564709gydF4y2Ba 肖gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 谢gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 无变压器的split-inductor中性点夹三级光伏发电逆变器gydF4y2Ba IEEE电力电子gydF4y2Ba 2012年gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 1799年gydF4y2Ba 1808年gydF4y2Ba 10.1109 / TPEL.2011.2164940gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84857410642gydF4y2Ba 卡瓦尔康蒂gydF4y2Ba m . C。gydF4y2Ba De OliveiragydF4y2Ba k . C。gydF4y2Ba 法瑞斯德gydF4y2Ba a . M。gydF4y2Ba 七巧板gydF4y2Ba f·a·S。gydF4y2Ba 代理gydF4y2Ba 通用汽车。gydF4y2Ba CamboimgydF4y2Ba f . C。gydF4y2Ba 调制技术消除泄漏电流无变压器的三相光伏系统gydF4y2Ba IEEE工业电子产品gydF4y2Ba 2010年gydF4y2Ba 57gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 1360年gydF4y2Ba 1368年gydF4y2Ba 10.1109 / TIE.2009.2029511gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 77949389056gydF4y2Ba 卡瓦尔康蒂gydF4y2Ba m . C。gydF4y2Ba 法瑞斯gydF4y2Ba a . M。gydF4y2Ba 奥利维拉gydF4y2Ba k . C。gydF4y2Ba 七巧板gydF4y2Ba f·a·S。gydF4y2Ba 阿方索gydF4y2Ba j·L。gydF4y2Ba 消除泄漏电流在中性点夹为光伏系统逆变器gydF4y2Ba IEEE工业电子产品gydF4y2Ba 2012年gydF4y2Ba 59gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 435年gydF4y2Ba 443年gydF4y2Ba 10.1109 / tie.2011.2138671gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 80053633990gydF4y2Ba 郭gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 卡瓦尔康蒂gydF4y2Ba m . C。gydF4y2Ba 法瑞斯gydF4y2Ba a . M。gydF4y2Ba 格雷罗州gydF4y2Ba j . M。gydF4y2Ba 单载波调制的neutral-point-clamped逆变器三相无变压器的光伏系统gydF4y2Ba IEEE电力电子gydF4y2Ba 2013年gydF4y2Ba 28gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 2635年gydF4y2Ba 2637年gydF4y2Ba 10.1109 / TPEL.2012.2224138gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84884585589gydF4y2Ba 杨gydF4y2Ba B。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 顾gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 崔gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 他gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 改善和消除共模漏电流无变压器的逆变器光伏发电电力系统gydF4y2Ba IEEE电力电子gydF4y2Ba 2012年gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 752年gydF4y2Ba 762年gydF4y2Ba 10.1109 / TPEL.2011.2160359gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84862934158gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 太阳gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 兴gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 兴gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 一直无变压器的全桥光伏并网逆变器gydF4y2Ba IEEE电力电子gydF4y2Ba 2014年gydF4y2Ba 29日gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 1229年gydF4y2Ba 1238年gydF4y2Ba 10.1109 / tpel.2013.2260178gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84884571100gydF4y2Ba 圣gydF4y2Ba G。gydF4y2Ba 气gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 郭gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 发电的光伏系统的一种新型单相无变压器的逆变器gydF4y2Ba Przeglad ElektrotechnicznygydF4y2Ba 2012年gydF4y2Ba 88年gydF4y2Ba 12个一个gydF4y2Ba 251年gydF4y2Ba 254年gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84870709771gydF4y2Ba