- 討論非隔離光伏并網(wǎng)逆變器
- 研究非隔離并網(wǎng)逆變器常用電路拓?fù)?/strong>
- 采用改進(jìn)型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)?/strong>
- 實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電流性能和變換效率進(jìn)行優(yōu)化
相關(guān)閱讀:
剖析逆變器--優(yōu)化光伏發(fā)電的裝置
http://forexsooq.com/art/artinfo/id/80013204
太陽(yáng)能逆變器設(shè)計(jì)的最新趨勢(shì)
http://forexsooq.com/art/artinfo/id/80013883
如何正確地為太陽(yáng)能逆變器應(yīng)用選擇IGBT
http://forexsooq.com/art/artinfo/id/80013131
1.非隔離光伏并網(wǎng)逆變器
1.1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電對(duì)世界能源的貢獻(xiàn)逐年增大,這有目共睹。
IEA PVPS的數(shù)據(jù)顯示,2009年該項(xiàng)目成員國(guó)共安裝光伏容量6.2GW(全球安裝約7GW),其中超過(guò)95%為并網(wǎng)系統(tǒng),如圖1。
圖1光伏發(fā)電對(duì)世界能源的貢獻(xiàn)逐年增加
1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池陣列和并網(wǎng)逆變器組成(如圖2)。其中并網(wǎng)逆變器對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的性能和成本起著重要的決定作用。
按照是否帶變壓器,并網(wǎng)逆變器可以分為隔離型和非隔離型,包括:工頻隔離并網(wǎng)逆變器、高頻隔離并網(wǎng)逆變器、非隔離并網(wǎng)逆變器(單級(jí)式和多級(jí)式)等。
工頻隔離并網(wǎng)逆變器(如圖3)具有電氣隔離、消除電流直流分量等優(yōu)點(diǎn),但體積重量大、價(jià)格高,只有94%—96%的系統(tǒng)效率。
高頻隔離并網(wǎng)逆變器(如圖4)具有電氣隔離、體積、重量、成本降低等優(yōu)勢(shì),但系統(tǒng)效率只有90%—95%。
非隔離并網(wǎng)逆變器分為單級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器和兩級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器。單級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器適合更高PV電壓和功率;而兩級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器適合寬電壓范圍的PV陣列,它們都具有98.8%的最高效率,體積小、重量輕、成本低,但其缺點(diǎn)是電池板和電網(wǎng)之間出現(xiàn)電氣連接。
圖2光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)
圖3工頻隔離并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)圖
電氣連接為漏電流提供了流通路徑,是高效率的非隔離光伏并網(wǎng)逆變器應(yīng)用的最大障礙。漏電流問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生寄生電容150nF/kWp,引起開(kāi)關(guān)頻率共模電壓源。目前大多采用電路結(jié)構(gòu)SPWM調(diào)制的策略。
圖4高頻隔離并網(wǎng)逆變器
2.非隔離并網(wǎng)逆變器常用電路拓?fù)?/strong>
過(guò)去,我們常采用雙極性SPWM調(diào)制的全橋并網(wǎng)逆變器(圖5為其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)),因?yàn)槠湫什桓?,常?yīng)用在小功率場(chǎng)合,而且沒(méi)有專利壁壘。
圖5雙極性SPWM調(diào)制的全橋并網(wǎng)逆變器的拓
這里我們要介紹幾種具有專利的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2.1 Sunways公司的專利拓?fù)?/strong>
單相兩級(jí)式系列:AT 2700/3000/3600/4500/5000:
單相單級(jí)式系列:NT 2500/3700/4200/5000;
三相兩級(jí)式系列:Three-phase IxIT 10000/11000/12000。
圖6 Sunways公司的專利拓?fù)?/div> 2.2 SMA公司的專利拓?fù)?/strong>
單相兩級(jí)式系列:SB3000TL/4000TL/5000TL;
單相單級(jí)式系列:SMC6000TL /7000TL /8000TL/9000TL /10000TL /11000Tlo
圖7SMA公司的專利拓?fù)?/div> [page]
2.3半橋型拓?fù)?/strong>
二電平SPWM半橋無(wú)專利壁壘,因而被廣泛采用;此外,還有單極性SPWM三電平半橋。
3.改進(jìn)型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器
先來(lái)看單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析的模型(如圖8)是如何解決單相并網(wǎng)逆變器的漏電流問(wèn)題的。
濾波支路:受進(jìn)網(wǎng)濾波器、EMI濾波器和電網(wǎng)寄生參數(shù)支配,對(duì)共模電流回路阻抗起主導(dǎo)作用;
寄生支路:由橋臂中點(diǎn)寄生電容構(gòu)成,對(duì)共模電流回路阻抗起影響作用:
我們通過(guò)單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析模型(如圖9)歸納出兩種消除漏電流的途徑:
(1)在電路和寄生參數(shù)對(duì)稱的前提下(即滿足VCM-DM:0),SPWM開(kāi)關(guān)方式產(chǎn)生的VCM電壓為恒值;
圖8單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析的模型
圖9單相并網(wǎng)逆變器的漏電流分析的模型
(2)SPWM開(kāi)關(guān)方式產(chǎn)生的VCM電壓為高頻時(shí)變時(shí),通過(guò)電路參數(shù)匹配使得VCM+VCM-DM=consto。
全橋類(lèi)單相并網(wǎng)逆變器漏電流抑制技術(shù)包括:
(1) 在電路和寄生參數(shù)對(duì)稱的前提下(即滿足VCM-DM:O)SPWM開(kāi)關(guān)方式產(chǎn)生的v電壓為恒值。
常見(jiàn)電路有以下幾種:
帶交流旁路環(huán)節(jié)的全橋電路;
帶直流旁路環(huán)節(jié)的全橋電路;
帶直流側(cè)旁路箝位的全橋電路;
基于功能和效率優(yōu)化的改進(jìn)型全橋電路。
加入一支可控開(kāi)關(guān)管和分壓電容構(gòu)成雙向箝位支路。
[page]
4.理論分析與實(shí)驗(yàn)研究
4.1電路結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)時(shí)序
主電路結(jié)構(gòu)SPWM和驅(qū)動(dòng)時(shí)序工作模態(tài)為電流正半周和電流負(fù)半周。
電壓箝位工作是續(xù)流階段中點(diǎn)電壓隨電網(wǎng)電壓波動(dòng),提升中點(diǎn)電壓或降低中點(diǎn)電壓。
4.2功率器件損耗分析與計(jì)算
以光伏電壓500V、功率5kW等級(jí)為例(如圖10),我們?cè)谌缦聦?shí)驗(yàn)條件進(jìn)行研究。
輸入電壓:340—700VDG
光伏寄生電容:2×0.1 u F
電網(wǎng):220V/50Hz
進(jìn)網(wǎng)濾波器:4mH+6.6 u F
功率:1kW
開(kāi)關(guān)頻率:20kHz
以下羅列了4種電路實(shí)驗(yàn)形式:
A: Haric
B:H5
C: H6
D: Optimized H5
圖1 0功率器件損耗分析與計(jì)算
圖1 1實(shí)驗(yàn)A:Haric
5.結(jié)論
非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器具有效率高、體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn);
根據(jù)橋式非隔離光伏并網(wǎng)逆變器漏電流分析模型,我們可以得出兩條抑制開(kāi)關(guān)頻率漏電流的途徑;
我們希望提出一種改進(jìn)型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)?,可以?shí)現(xiàn)對(duì)漏電流性能和變換效率進(jìn)行優(yōu)化。
圖12實(shí)驗(yàn)B:H5
圖13實(shí)驗(yàn)C: H6
圖14實(shí)驗(yàn)D:Optimized H5
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測(cè)試庫(kù)獲得德國(guó)萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無(wú)線開(kāi)發(fā)平臺(tái)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來(lái)更多臺(tái)式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長(zhǎng)的IO-Link市場(chǎng)
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無(wú)線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 【“源”察秋毫系列】 Keithley在碳納米管森林涂層纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
- 數(shù)字驅(qū)動(dòng)工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會(huì)議全公開(kāi)!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開(kāi)啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車(chē)用戶界面
- 用Python自動(dòng)化雙脈沖測(cè)試
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索