一种电流型并网逆变器的拓扑和控制方法研究

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1、一种电流型并网逆变器的拓扑和控制方法研究Acurrentsourcegrid-connectedinvertertopologyanditscontrolmethod上海大学吴春华崔开涌陈国呈陈卫民Email:2001_wch@163.com摘要：在分析导抗变换器的基础上，提出了一种单相和三相电流型并网逆变器拓扑结构，并采用三角波－三角波调制方法对该逆变器的动作模式、控制策略作了理论分析和仿真研究。该逆变器采用高频电感和高频变压器替代了传统电流型逆变器中的工频电感和工频变压器，克服了传统工频电感和工频变压器体积大、耗材多、损耗大、成本高、抑制谐

2、波能力差等缺点，具有控制简单，系统成本低，装置体积小，系统能量损耗低的特点，同时并网电流不受电网电压影响，可以实现高功率因数电流源并网。提出的三相并网方案，相比于传统三相并网逆变器，具有系统的冗余性较好，抗电网波动能力较强等特点。最后，仿真结果证明了理论分析的正确性及该方案的可行性。Abstract:Thetopologiesofsingle-phaseandthree-phasecurrentsourcegrid-connectedinverterareproposedbasedonimmittanceconverter.Operatingm

3、odeandcontrolstrategyoftheinverterisanalyzedintheoryandinsimulationbytriangle-trianglemodulationmethod.High-frequencyinductorandHigh-frequencytransformerinthenovelinverterreplacethepowerfrequencyinductorandpowerfrequencytransformerusedbythetraditionalinverter.Thenovelinverte

4、rhastheadvantagesofsimplecontrol,lowcost,smallvolumeandlowpowerloss.Atthesametime,gridcurrentisnotinfluencedbygridvoltageandhighpowerfactorisachieved.Comparedwiththetraditionalthree-phasegridinverter,systemredundancyisbetterandthecapabilityofdealwithgridfluctuationisstronger

5、thanbefore.Finally,thevalidityandfeasibilityareprovedbysimulationresults.关键词：逆变器并网电流型导抗变换器Keyword:inverter,Grid-connected,currentsource,immittanceconverter现电压型并网发电，这必然增加系统的复杂性1引言和成本。随着新能源的不断开发利用，未来将出现电流型并网逆变器刚好弥补了电压型并[4,5]更多的由太阳能发电、风力发电、燃料电池发网逆变器的不足，具有并网电流不受电网电、海洋能发电、生物能发电等可

6、再生能源组影响，在电网波动或者畸变的情况下也能实现成的分布式发电系统，这些系统往往需要通过高质量馈电；同时，电流型逆变器不受输入电并网逆变器与电网相连，以便除了向本地负载压幅值限制，即使在输入电压低于电网峰值电供电外将多余电能以高功率因数、低谐波污染压的情况下也能实现并网发电，拓宽了输入电[1]的清洁电能并入电网。压范围。因此，将电流型并网逆变器应用于可当前常用的并网逆变器主要分为电压型再生能源发电系统中，无疑有着重要的实际应和电流型两大类，电压型并网逆变器一直是研用价值。[2,3]究的重点，这主要是因为电压型逆变器中文献[6]提出了一种利用导

7、抗变换器实现储能元件电容与电流型逆变器中储能元件电的电流型并网发电系统，该方法利用导抗变换感相比，储能效率和储能器件体积、价格等都器电压源－电流源变换特性，采用高频电感和具有明显的优势，从而制约了电流型并网逆变高频变压器替代了传统电流型并网逆变器中器的应用和研究。但是，直接将电压型并网逆的工频电感和工频变压器，虽然克服了传统工变器应用于可再生能源并网发电系统中时，也频电感和工频变压器体积大、耗材多、损耗大、存在一些问题，主要是可再生能源发电系统一成本高、抑制谐波能力差等缺点，但还存在功般输出电压比较低，电压输出幅值变化范围比率晶体管数目较多，能

8、量传递过程中功率开关较大，往往需要经过升压和稳压变换后才能实器件导通损耗较高，导致系统效率还不够高等问题；同时，此方法只适用于单相并网发电系能源并网发