一種三相無變壓器型光伏逆變器及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三相無變壓器型光伏并網(wǎng)逆變器及其控制方法，其技術(shù)方案的要點(diǎn)是，本發(fā)明的一種三相無變壓器型光伏并網(wǎng)逆變器是由八個(gè)開關(guān)管和三個(gè)電感組成。其控制方法是通過本發(fā)明的載波調(diào)制保證兩個(gè)零狀態(tài)期間直流側(cè)和交流側(cè)斷路，同時(shí)保證逆變器輸出狀態(tài)和輸出波形質(zhì)量不受影響，整個(gè)工作周期內(nèi)光伏逆變器高頻共模電壓得到抑制，從而有效減小漏電流。本發(fā)明使系統(tǒng)高頻共模電壓得到有效抑制，同時(shí)逆變器兩個(gè)零狀態(tài)不受限制，輸出波形質(zhì)量較高。其控制方法采用載波調(diào)制，開關(guān)信號(hào)生成電路結(jié)構(gòu)簡單，可采用模擬電路實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種三相無變壓器型光伏并網(wǎng)逆變器及其控制方法。 一種三相無變壓器型光伏逆變器及控制方法

【背景技術(shù)】
[0002] 無變壓器型光伏逆變器具有體積小，成本低和效率高的特點(diǎn)，具有很大市場潛力 和競爭力。但是，由于光伏電池板和大地間存在寄生電容，光伏逆變器高頻開關(guān)動(dòng)作將導(dǎo)致 較大的漏電流，引發(fā)并網(wǎng)電流畸變、電磁干擾，還可能對人身安全構(gòu)成威脅。因此漏電流抑 制問題是光伏逆變器并網(wǎng)運(yùn)行中的關(guān)鍵問題，具有重要研究意義。實(shí)際中采用傳統(tǒng)三相光 伏逆變器拓?fù)浼捌湔{(diào)制方法將導(dǎo)致較大漏電流，因此亟需新型三相逆變器拓?fù)浼捌淇刂品?法解決漏電流問題。
[0003] 中國專利申請?zhí)枮?01210486581. 5,名稱為：一種光伏逆變器漏電流調(diào)節(jié)抑制方 法及裝置，該申請案提出一種光伏逆變器漏電流調(diào)節(jié)抑制方法及補(bǔ)償裝置，通過共模電壓 注入方式對光伏系統(tǒng)中的共模漏電流進(jìn)行控制。將共模漏電流作為控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控 制共模漏電流。但該方法需要額外裝置，成本較高。中國專利申請?zhí)枮?01210594677.3， 名稱為：基于3D-SPWM的混合箝位式三電平三相四線制光伏系統(tǒng)，該申請案提出一種基于 3D-SPWM混合箝位式三電平三相四線制光伏逆變器，采用多電平電路結(jié)構(gòu)及控制方式有效 降低系統(tǒng)漏電流，但該逆變器開關(guān)器件數(shù)量較多，且需要直流側(cè)電容電壓平衡控制，成本 較高，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。M. C. Cavalcanti 等人 2010 年在 IEEE Transactions on Industrial Electronics 發(fā)表文章 Modulation techniques to eliminate leakage currents in transformerless three-phase photovoltaic systems中針對傳統(tǒng)三相逆變器拓?fù)涮岢龈?進(jìn)型調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)高頻共模電壓抑制，從而解決漏電流問題。雖然高頻共模電壓和漏電流 得到抑制，但三相光伏逆變器輸出電壓矢量受到限制，無法輸出兩個(gè)零矢量狀態(tài)，因此輸出 電壓波形質(zhì)量惡化。此外，該調(diào)制方法采用空間矢量調(diào)制，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效抑制高頻共模電 壓和漏電流的三相無變壓器型光伏并網(wǎng)逆變器及其控制方法。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的目的之一是采用如下技術(shù)方案：一種三相無變壓器 型光伏并網(wǎng)逆變器，是由直流母線、八個(gè)開關(guān)管和三個(gè)電感組成，其特征在于：直流母線的 "P"端與第七開關(guān)管s 7的集電極連接，第七開關(guān)管S7的發(fā)射極分別與第一開關(guān)管Si、第三 開關(guān)管s3和第五開關(guān)管S 5的集電極連接，第一開關(guān)管Si的發(fā)射極與第二開關(guān)管s2的集電 極連接于"A"點(diǎn)，第三開關(guān)管S 3的發(fā)射極與第四開關(guān)管S4的集電極連接于"B"點(diǎn)，第五開 關(guān)管S5的發(fā)射極與第六開關(guān)管S 6的集電極連接于"C"點(diǎn)，直流母線的"N"端與第八開關(guān)管 S8的發(fā)射極連接，第八開關(guān)管S8的集電極分別與第二開關(guān)管S2、第四開關(guān)管S 4和第六開關(guān) 管S6的發(fā)射極連接，"A"點(diǎn)、"B"點(diǎn)和"C"點(diǎn)分別經(jīng)過第一電感U、第二電感L 2和第三電感 L3與電網(wǎng)連接。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種三相無變壓器型光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法，其內(nèi) 容包括下列步驟：
[0007] (1)首先，三相無變壓器型光伏逆變器初始三相調(diào)制波va、vb、V。經(jīng)零序信號(hào)計(jì)算 得到零序信號(hào) V(1，零序信號(hào)表達(dá)式為

【權(quán)利要求】
1. 一種三相無變壓器型光伏并網(wǎng)逆變器，它是由直流母線、八個(gè)開關(guān)管和三個(gè)電感組 成，其特征在于：直流母線的"P"端與第七開關(guān)管s 7的集電極連接，第七開關(guān)管s7的發(fā)射 極分別與第一開關(guān)管Si、第三開關(guān)管S3和第五開關(guān)管S 5的集電極連接，第一開關(guān)管Si的發(fā) 射極與第二開關(guān)管s2的集電極連接于"A"點(diǎn)，第三開關(guān)管S 3的發(fā)射極與第四開關(guān)管S4的 集電極連接于"B"點(diǎn)，第五開關(guān)管S5的發(fā)射極與第六開關(guān)管S 6的集電極連接于"C"點(diǎn)，直 流母線的"N"端與第八開關(guān)管S8的發(fā)射極連接，第八開關(guān)管S 8的集電極分別與第二開關(guān)管 S2、第四開關(guān)管S4和第六開關(guān)管S6的發(fā)射極連接，"A"點(diǎn)、"B"點(diǎn)和"C"點(diǎn)分別經(jīng)過第一電 感U、第二電感L 2和第三電感L3與電網(wǎng)連接。
2. -種基于權(quán)利要求1所述一種三相無變壓器型光伏并網(wǎng)逆變器的控制方法，其特征 在于：該方法內(nèi)容包括下列步驟： (1) 首先，三相無變壓器型光伏逆變器初始三相調(diào)制波va、vb、v。經(jīng)零序信號(hào)計(jì)算得到 零序信號(hào)％，零序信號(hào)表達(dá)式為
(2) 將va、vb、v。分別與零序信號(hào)V(l相加得到調(diào)制波 (3) 調(diào)制波vl、<、<分別與載波通過比較器比較后得到邏輯信號(hào)Sa、Sb、S。； (4) 將邏輯信號(hào)Sa、Sb、S。通過與門得到邏輯信號(hào)a ; (5) 將邏輯信號(hào)Sa、Sb、S。通過或門得到邏輯信號(hào)b ; (6) 將邏輯信號(hào)b通過非門得到邏輯信號(hào)c ; (7) 將邏輯信號(hào)c和邏輯信號(hào)a通過或門得到邏輯信號(hào)d ; (8) 將邏輯信號(hào)d通過非門得到開關(guān)邏輯信號(hào)S7和開關(guān)邏輯信號(hào)S8 ; (9) 將邏輯信號(hào)Sa和邏輯信號(hào)d通過或門得到開關(guān)邏輯信號(hào)Si ; (10) 將邏輯信號(hào)&通過非門，再和邏輯信號(hào)d通過或門得到開關(guān)邏輯信號(hào)S2 ; (11) 將邏輯信號(hào)Sb和邏輯信號(hào)d通過或門得到開關(guān)邏輯信號(hào)S3 ; (12) 將邏輯信號(hào)Sb通過非門，再和邏輯信號(hào)d通過或門得到開關(guān)邏輯信號(hào)S4 ; (13) 將邏輯信號(hào)S。和邏輯信號(hào)d通過或門得到開關(guān)邏輯信號(hào)S5 ; (14) 將邏輯信號(hào)S。通過非門，再和邏輯信號(hào)d通過或門得到開關(guān)邏輯信號(hào)S6。
【文檔編號(hào)】H02M7/48GK104065286SQ201410128706
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】郭小強(qiáng) 申請人:燕山大學(xué)