有源钳位反激式光伏并网逆变器的分析

《有源钳位反激式光伏并网逆变器的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江大学硕士学位论文1．1．3光伏并网发电系统的常用结构当前光伏发电并网系统结构所遵循的国际标准主要是IEC61727t101(国际统一标准)、EN61000．3．2t11】(现行的欧洲标准)、IEEEl547112】(IEEE标准)。这些标准对电压和频率异常范围、电流谐波、功率因数、接地要求、孤岛检测等各项指标都由详细明确的规定，这些指标将会直接影响光伏并网系统结构的选择【13】。光伏并网发电系统常用的结构【1禾15】主要有集中式逆变器结构(CentralizedInverters)、串型逆变器结构(StringInverters)、多重串型逆变器结构(Multi．stringInve

2、rters)。集成式逆变器结构(ACModuleIntegratedInverters)和H桥级联逆变器结构(H-bridgeSeriesInverters)。如图1．3所示。集中式逆变器结构主要用于大型光伏电站，后三种逆变器结构则广泛用于分布式光伏并网发电系统中【”】。具体比较如表1．1所示。图1．3光伏发电系统常用结构图表1．1逆变器特性比较、、＼堂变器指标＼＼集中式串型多重串型集成式光伏模块集中式独立式功率等级兆瓦级≤2kW≤500W直流母线需要不需要需要不需要效率低较低较高高单位功率生产成本较低高一3一浙江大学硕士学位论文1．2本课题的国内外研究现状1．2．1单相光伏并网逆变器的

3、拓扑分类由上述可知，光伏并网发电系统的常用结构主要有四种，可国内外实现这些结构的具体电路拓扑则有很多，这些电路拓扑可按以下标准进行分类：功率变换级数、变压器的有无及类型以及电网接E1类型等【14,16,17】。按照光伏并网系统中功率变换级数来分类，可分为单级式并网逆变器(Single-StageInverter)和多级式并网逆变器(Multiple·StageInverter)两种拓扑方案，如图1．4所示。单级式逆变器具有电路简单、元器件少，可靠性高，功率大等优点，是集中式逆变器结构的典型拓扑配置。双级式逆变器的前级直流．直流(DC．DC)级用来实现MPPT功能，该拓扑类型可有两种控制方

4、法：(a)控制DC．DC变流器输出直流稳压，且实现电压升压，后级DC．AC变流器采用脉宽频率调SU(PWM)来控制并网电流；伯)将DC．DC变流器的输出电流调制成正弦半波形状，后级DC．AC变流器工作于工频极性转换状态，将前级输出的正弦半波电流转换为正弦电流注入电网。在光伏并网逆变器功率较小时，第二种控制方法可实现高效率，本课题也主要研究该类型拓扑。(a)单级式光伏并网逆变器(b)双级式光伏并网逆变器图1．4按功率变换级数分类的光伏并网逆变器按照光伏并网逆变器中变压器的有无及其类型来分类，可分为无变压器型(Transformerless)、工频变压器型(Line．frequencyTra

5、nsformer,LFT)和高频变压器型(High．frequencyTransformer,HFT)。而对于高频变压器型的拓扑方案又可分为两种：高频变压器在DC．AC内和高频变压器在DC．DC内。这些拓扑方案的结构框图如图1．5所示。无变压器型光伏并网逆变器效率较高，安装方便，但由于存在可能对人身造成危害的共模漏电流，故存在一定的安全隐患，需要确保共模电流得到可靠抑制。工频变压器因其体积大、重量大、价格无优势以及采购周期长等缺点，并不推荐采用。目前在选择有变压器拓扑方案中，都更倾向于使用HFT来实现升压和隔离的功能。一4一浙江大学硕士学位论文(a)工频变压器型(b)高频变压器在DC-A

6、C内(c)高频变压器在DC—DC内(d)无变压器型图1．5按变压器类型分类的光伏并网逆变器按照电网接口类型来分类，可分为电流源型逆变器拓扑(Current．sourceInverters，CSIs)和电压源型逆变器拓扑(Voltage．sourceInverters，VSIs)，逆变器电网接口端拓扑如图1．6所示。对于电流源型逆变器，逆变电路输入端电流已经被调制成正弦半波形状，逆变电路仅需要将输入的正弦半波电流变为正弦电流，再将其注入电网，故逆变电路工作于工频极性转换状态。对于电压型逆变器，逆变电路输入端为直流电压，逆变电路需要在电网和电感L鲥d两端施加正负电压或零电压，从而产生正弦并网

7、电流。(a)CSIs(b)VSIs图1．6按电网接口类型分类的光伏并网逆变器电网接口端拓扑1．2．2集成式光伏并网逆变器研究集成式光伏并网逆变器功率一般小于500W，每个太阳能电池模块均配备一个集成式光伏并网逆变器，单独进行最大功率跟踪控制和电流控制，即使部分太阳能电池模块受到阴影、灰尘覆盖等情况的影响，其他太阳能电池模块仍可以工作于最佳状态。由于单电池模块的输出电压较低，故集成式光伏并网逆变器广泛采用电流型逆变器拓扑【协191。根