資源描述：
《聯(lián)網(wǎng)單相光伏逆變器的無變壓器拓?fù)洹酚蓵T上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、聯(lián)網(wǎng)單相光伏逆變器的無變壓器拓?fù)浒碴枎煼秾W(xué)院本科學(xué)生論文聯(lián)網(wǎng)單相光伏逆變器的無變壓器拓?fù)渥髡撸合担ㄔ海何锢砼c電氣工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化年級：學(xué)號：111154021指導(dǎo)老師：日期：1（安陽師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院,河南安陽455000）摘要：為了提高光伏系統(tǒng)的效率和降低成本，利用無變壓器的光伏逆變器是一個(gè)備受關(guān)注的可選方案。但此一線路結(jié)構(gòu)仍需要仔細(xì)的研究，因?yàn)樗嬖谝恍﹩栴}，涉及到網(wǎng)絡(luò)與光伏發(fā)電機(jī)之間的電路連接（即效率下降及安全問題）。本文，對基于無變壓器拓?fù)涞穆?lián)網(wǎng)單相光伏逆變器進(jìn)行了評價(jià)，一方面提出了基于傳統(tǒng)拓?fù)涞囊恍┛晒┻x擇的方案；另一方面，對基于多電平逆變
2、器拓?fù)涞目赡苄砸策M(jìn)行了探討，且對比傳統(tǒng)的拓?fù)?，這已顯示出不會產(chǎn)生漏電流的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞：多電平逆變器無變壓器逆變器光伏逆變器可再生能源1、引言可再生能源，尤其是經(jīng)過驗(yàn)證的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于全球變暖意識的深化以及政府對這種技術(shù)的認(rèn)可，近年來已有較大的發(fā)展。可再生能源的電力轉(zhuǎn)換過程，借助于功率變換器完成，但存在效率和成本之類關(guān)鍵因數(shù)的一些問題。在聯(lián)網(wǎng)的光伏逆變器特殊情況下，大多數(shù)功率變換器拓?fù)洳捎昧嗽诘皖l或高頻工作的變壓器，它為光伏配電板和電網(wǎng)之間提供了電路的絕緣。低頻的變壓器體積大、笨重且昂貴，且在系統(tǒng)中產(chǎn)生附加損耗。絕緣變壓器的尺寸通過兩級拓?fù)淇纱蠓鶞p小，該拓?fù)渲械淖儔浩饕愿?/p>
3、頻運(yùn)行，但這一解決途徑因需要最少兩個(gè)級聯(lián)的功率變換器，而使效率下降。因此，最近幾年來，提出了基于無變壓器拓?fù)涞拇罅磕孀兤?，致使功率處理系統(tǒng)更便宜，結(jié)構(gòu)更緊湊和效率更高。此外，當(dāng)應(yīng)用無變壓器的逆變器時(shí)，必須采用為測量絕緣電阻和剩余電流的一些技術(shù)，以便使無變壓器的逆變器比帶變壓器的逆變器更加安全。功率100kW以上大的中心逆變器，可由小尺寸的逆變器取代，這些逆變器處理的能源是由單串或少量組串的太陽能電池板提供的。下面的這一解決方法，可以改善大型光伏電站電池板組的MPPT（最2大功率點(diǎn)跟蹤），因?yàn)樗芙邮艿胶芏嗖煌奶栞椪斩?，由于這個(gè)原因，對單相逆變器的應(yīng)用功率已高達(dá)5kW很感興
4、趣。鑒于上述理由，提出了大量小功率的拓?fù)?，以?shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的單相無變壓器逆變器，在這種逆變器中，光伏電池板和電網(wǎng)之間沒有電路的絕緣，結(jié)果會出現(xiàn)一些問題，需要特別小心。如橫跨在光伏板上的共模電壓和漏電電流。由于光伏電池和裝置接地之間存在不容忽視的寄生電容，在一定的運(yùn)行條件下（例如潮濕度、灰塵或安裝模式），該電容能達(dá)到很大的數(shù)值。對于晶體硅電池，這一典型的電容值在50～150nF/kwp之間變化；對于薄膜電池，則達(dá)到1μF/kwp。2、共模電壓問題（commonmodevoltage）逆變器開關(guān)的切換，在光伏板的極位上可能產(chǎn)生交變的共模電壓，這將引起電容性漏電流，如圖1（a）和（b）所
5、示。3共模電壓值可按下式（1）估算，式中，網(wǎng)絡(luò)濾波電感L1和L2值之間的失配應(yīng)予以考慮，這在共模電壓問題上起著重要的作用。(1)因?yàn)榇硕叩挠绊?，光伏板的寄生電容和逆變器的共模電壓，將引發(fā)接地的漏電流，這可能在光伏功率板上產(chǎn)生嚴(yán)重的問題（例如，保護(hù)的動作、效率的下降、安全性、網(wǎng)絡(luò)電流的附加畸變以及電磁兼容問題）。在無變壓器全H-橋逆變器中，當(dāng)采用單極PWM調(diào)制時(shí)，有一高頻的共模電壓施加到光伏板上，因而將出現(xiàn)一不可忽視的漏電流，如圖2所示。其實(shí)驗(yàn)條件選擇如下：輸出功率5kW；網(wǎng)絡(luò)電壓230V/50Hz；濾波器電感電容LC為2×850μH/12μF；開關(guān)頻率10KHz；接地電阻1
6、?；漏電容2×140nF。4此外，在應(yīng)急光電元件技術(shù)中發(fā)現(xiàn)到涉及漏電流的附加問題。當(dāng)利用運(yùn)行在高電壓值的反向接點(diǎn)光伏電池時(shí)，漏電池在電池的前表面形成負(fù)電荷，影響到再結(jié)合的機(jī)理并降低電池的效率。幸而，這是一個(gè)可逆效應(yīng)，如果功率光伏逆變器設(shè)計(jì)成負(fù)的光伏串極點(diǎn)接地的話，這樣，將產(chǎn)生負(fù)的電壓梯度（遞減率），可避免這一現(xiàn)象。在非晶硅薄膜電池（α-si）和鎘碲化物（CdTe）情況下，如果在模塊內(nèi)面濕氣冷凝并存在負(fù)電壓接地，在TCO（透明的導(dǎo)體氧化物）上可能起動一不可逆的腐蝕過程。這一現(xiàn)象將導(dǎo)致效率的下降，因而縮短了光伏模塊的使用壽命。為防止這一現(xiàn)象，必須遵循：通過模塊周邊的嚴(yán)格密封以免在
7、光伏模塊內(nèi)出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。但難于保證這一系統(tǒng)的所具功能超過一年。另一種高度有效措施是將光伏板的負(fù)極接地，由于電場的定向性可避免該腐蝕過程。5無變壓器逆變器的研究致力于尋求一種具有漏電流小的拓?fù)?，試圖保持或改善傳統(tǒng)拓?fù)涞男阅?，例如半H-橋拓?fù)洌驗(yàn)橹行跃€接到輸入電壓的中點(diǎn)，它可提供很小的漏電流。如圖3所示，其實(shí)驗(yàn)條件的選用同圖2的實(shí)驗(yàn)條件。圖3：在半H-橋光伏逆變器中產(chǎn)生的漏電流本文對實(shí)現(xiàn)單相無變壓器光伏逆變器的各種拓?fù)溥M(jìn)行了評論，包括施加于光伏板上的共模電壓，產(chǎn)生電流的質(zhì)量以及在每一拓?fù)渲惺褂冒雽?dǎo)體元件的
