三相非隔离型Heric光伏逆变器漏电流抑制研究

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1、2016年9月电工技术学报Vol.31No.17第31卷第17期TＲANSACTIONSOFCHINAELECTＲOTECHNICALSOCIETYSep．2016三相非隔离型Heric光伏逆变器漏电流抑制研究张纯江贲冰李建郭小强(燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室秦皇岛066004)摘要近年来，非隔离型光伏逆变器以其重量轻、体积小、效率高的特点得到了学术界与工业界的广泛关注。其中漏电流是亟待解决的关键问题之一。在单相Heric电路基础上，提出三相Heric拓扑解决漏电流问题。分析了电路工作原理，建立了系统共模模型

2、，探讨了不同调制策略对系统共模电压的影响，并提出基于布尔逻辑运算的调制策略解决共模波动问题，实现了系统共模电压恒定，从而使漏电流得到有效抑制。利用Matlab对提出方案进行了仿真研究，并在实验样机上进行了验证，实验结果证明了提出方案的有效性。关键词:非隔离型光伏逆变器三相Heric拓扑共模电压漏电流中图分类号:TM46LeakageCurrentSuppressionforThree-PhaseTransformerlessHericPhotovoltaicInverterZhangChunjiangBenBingLiJian

3、GuoXiaoqiang(KeyLabofPowerElectronicsforEnergyConservationandMotorDriveofHebeiProvinceYanshanUniversityQinhuangdao066004China)AbstractInrecentyears，thetransformerlessphotovoltaicinverterhasattractedmoreandmoreattentionsinacademicandindustryforitslightweight，smallsiz

4、e，andhighefficiency.Butitsleakagecurrentisoneofthemostimportantissues.Anewthree-phaseHEＲICtopologyisproposedbasedonthesingle-phaseoneinthispapertosolvetheproblem.Theoperationprincipleandthecommonmodemodelispresented.Theeffectofthemodulationstrategiesonthecommonmodev

5、oltage(CMV)isdiscussed.AnewmodulationschemebasedonBooleanlogicoperationisproposedtosolvetheproblemsofcommonmodevoltagefluctuation.Consequently，theleakagecurrentissignificantlyreduced.ThesimulationoftheproposedsolutioniscarriedoutinMatlab，andtheexperimentaltestsareim

6、plementedonadown-scaledhardwareprototype.Theresultsverifytheeffectivenessoftheproposedsolution.Keywords:TransformerlessPVinverter，three-phaseHerictopology，commonmodevoltage，leakagecurrent0引言量，但电路结构比较复杂，同时影响系统整机效率。因此，无变压器非隔离型光伏系统成为当前的研究热［1-4］并网逆变器在光伏系统中得到广泛应用。传［6-9］点

7、。由于缺少变压器电气隔离，系统共模电压作统光伏并网逆变器中带有工频或高频变压器，用于电用在光伏电池与大地间形成的寄生电容上，产生漏电压调整和电气隔离。然而，工频变压器存在体积大、［10］流。漏电流会带来电磁干扰、并网电流畸变及功率［5］成本高等缺点。高频变压器虽然减小了体积和重［11］损耗增加等问题，还会危及设备与人员安全。德国VDE-0126-1-1标准要求光伏逆变器必须满足漏电流幅国家自然科学基金(51477148)、中国博士后科学基金(2015T80230)值小于300mA，有效值小于30mA。和河北省自然科学基金(E2

8、015203283)资助项目。收稿日期2015-05-29改稿日期2015-09-29针对非隔离型光伏逆变器漏电流问题，国内外学114电工技术学报2016年9月术界和工业界开展了广泛研究。典型的单相拓扑包括［12］［13］［14］H5、Heric、H6等，此类电路在单相全桥拓