两级式非隔离光伏并网逆变器效率优化

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1、中图分类号：TM464论文编号：102870318-SX048学科分类号：080800硕士学位论文两级式非隔离光伏并网逆变器效率优化研究生姓名郑开明学科、专业电气工程研究方向电力电子与电力传动指导教师邢岩教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringEfficiencyEnhancementforTwo-stageTransformerlessPho

2、tovoltaicGrid-tiedInvertersAThesisinElectricalEngineeringbyZhengKaimingAdvisedbyProf.XingYangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获

3、得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要近年来，随着环境污染和化石能源紧缺问题日益严重，人们越来越重视对可再生清洁能源的开发和利用。其中，光伏发电并网系统装机容量增长迅速，发展前景非常广阔。相对于隔离型并网逆变器，非隔离型并网逆变器具有体积小、重量轻和效率高的绝对优势，因此广泛应用于分布式光伏发电并网系

4、统。由于光伏电池板输出电压通常低于电网电压峰值，非隔离型并网逆变器需采用两级式结构，光伏电池板输出功率经过两级功率变换才能馈入电网。若能在光伏电池板输出电压高于电网电压瞬时值时实现功率的单级传输，即可降低功率变换级数，提高并网逆变器的效率。因此，论文研究了两种兼顾低漏电流和高效率的准单级非隔离并网逆变器。论文首先研究了一种基于H5的准单级非隔离光伏并网逆变器，在传统两级式H5非隔离光伏并网逆变器的基础上，通过引入一条由二极管和开关管串联构成的功率支路，使得光伏电池电压高于电网电压瞬时值时，实现单级功率传输；而当光伏电池电压低于电网电压瞬

5、时值时，两级功率传输。由于逆变器采用H5拓扑，故续流回路仍然可以在续流时与光伏电池板断开，因此在优化效率的同时，较好得抑制了漏电流。另一种是基于双降压式的准单级非隔离光伏并网逆变器，在传统两级式双降压式非隔离光伏并网逆变器的基础上，通过引入两条由二极管和开关管串联构成的功率支路，使得光伏电池电压高于电网电压瞬时值时，实现单级功率传输；而当光伏电池电压低于电网电压瞬时值时，续流模态仍可实现单级功率传输。另一方面，基于双降压式的准单级逆变器可以分别优化选取开关管和二极管。因此，相对于基于H5的准单级非隔并网离逆变器，基于双降压式的准单级非隔

6、离并网逆变器可以获得更高的变换效率。最后分别设计完成了两种非隔离逆变器的的实验原理样机，介绍了样机的总体结构，给出了功率电路参数和控制参数设计过程。对两种拓扑的工作原理、漏电流特性和功率传输效率进行了实验验证，并与传统两级式进行了对比。实验结果与仿真和理论分析一致，研究的两种准单级非隔离并网逆变器均可以应用于分布式光伏发电并网系统。关键词：光伏发电，并网逆变器，非隔离，高效率，低共模漏电流I两级式非隔离光伏并网逆变器效率优化ABSTRACTInrecentyears,withtheissuesofenvironmentalpolluti

7、onandfossilfuelshortage,thedevelopmentandutilizationofrenewablecleanenergyhasbeenpaidmoreandmoreattention.Amongthem,theinstalledcapacityofphotovoltaic(PV)grid-tiedgenerationsystemsisgrowingrapidly.Comparedwithisolatedgrid-tiedinverters,non-isolatedgrid-tiedinvertersfeatu

8、resmallersize,lowerweight,andhigherefficiency.Therefore,thenon-isolatedinvertersarewidelyusedindistrbut