单相非隔离型光伏并网逆变器的研究

在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,新能源的开发与利用愈来愈受到重视。太阳能是当前世界上最清洁、最现实、最有大规模开发利用前景的可再生能源之一。其中太阳能光伏利用受到世界各国的普遍关注。而太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势,必将得到快速的发展。在并网型光伏发电系统中,逆变器是系统中最末一级或唯一一级能量变换装置,其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响整个并网型系统的性能和投资。按照不同的标准光伏并网逆变器的拓扑结构分为很多种,本文主要研究单相非隔离型光伏并网逆变器。 文章首先概述了光伏并网系统的发展情况并分析了当前国际金融危机对光伏产业的影响。其次,分析了当前国际市场上主要的光伏逆变器产品的特点,概括了光伏并网系统中光伏阵列的配置。随后,本文以单相全桥拓扑为模型分析了非隔离型并网系统在采用不同的PWM调制策略下的共模电流,指出了抑制共模电流需满足的条件。对于全桥和半桥拓扑,分析了不同的滤波方式对共模电流抑制的影响。总结了能够抑制共模电流的实用电路拓扑并提出了一种能够抑制共模电流的新拓扑。对不同拓扑的损耗情况在文章中进行了比较。 对于非隔离型并网系统中的逆变器易向电网注入直流分量的问题,首先分析了直流分量产生的原因及其导致变压器产生的直流偏磁饱和现象。在此基础上,总结了抑制直流分量的方法,指出了半桥拓扑能够抑制直流分量。对于并网电流的控制,工程上通常采用比例积分控制器,而比例积分控制器在理论上无法实现无静差控制,因此,本文对能够实现无静差控制的比例谐振控制器进行了简要分析。最后,在非隔离型1.5kW实验平台上对共模电流和直流分量的抑制方法进行了验证。