光伏并网单相逆变器拓扑结构分析与比较.pdf

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1、第12卷第3期南京工程学院学报(自然科学版)Vo1．12．No．32014年9月JournalofNamingInstituteofTechnology(NaturalScienceEdition)Sep．，2014文章编号：1672—2558(2014)03—0029—08投稿网址：http：／／xb．njit．edu．cn光伏并网单相逆变器拓扑结构分析与比较李先允，彭浩，刘海彬(1．南京工程学院，江苏南京211167；2．常州博瑞电力自动化设备有限公司，江苏常州213000)摘要：按照不同分类方式

2、，对单相逆变器拓扑结构进行分析，比较指出几种常用拓扑形式逆变电路在功能、效率、成本上的优点和不足之处．重点对带有功率解耦电路的光伏并网单相逆变电路、H6逆变电路和前级boost+后级全桥逆变电路进行分析，介绍其中的工作原理、运行模式．最后，进行比较总结．关键词：光伏并网；单相逆变器；拓扑结构中图分类号：TM46ComparingandAnalyzingTopologiesofSingle-PhasePhotovoltaicGrid-ConnectedInvertersLIXian—yun，PENGHa

3、o，LIUHai．bin(1．NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China；2．ChangzhouBoruiElectricPowerAutomationEquipmentsCo．Ltd．，Changzhou21300，China)Abstract：Thispaperanalyzesthetopologiesofsingle—phaseinvertersaccordingtodifferentclassificationmethods．Thecomp

4、arisonofvariousinvertertopologiesshowstheiradvantagesanddisadvantagesinfunctions，eficiencyandcosts．Thestudyfocusestheattentiononagrid—connectedinverterwithapowerdecouplingcircuit，H6invertercircuit，andamulti—stageinverterwithaboostcircuitandanH·bridgecir

5、cuit．Theworkingprincipleandrunningmodeareintroduced．Finally，theresultsfromtheanalysisarecomparedandsummarized．Keywords：grid·-connectedPVsystem；single-·phaseinverter；topology随着世界能源需求不断增加，作为清洁环保、分布广泛的新能源，光伏发电技术正受到越来越多的研究．在光伏发电技术中，逆变器作为整个系统的核心器件，承担着将光伏阵列发出

6、的直流电转变为交流电的任务，影响整个光伏发电系统的工作效率、使用寿命和生产成本．为了提高并网逆变器的效率、可靠性、供电质量等性能，各类拓扑结构被相继提出．传统的光伏并网发电系统先将太阳能电池板分组串联，使之达到一定的电压等级，再并联起来组成光伏阵列，以满足需要的功率等级．然后将直流电汇流到一个容量很大的逆变器中，逆变为交流电，最后并入电网．然而，此类结构存在诸多弊端：1)需要高压直流母线；2)太阳能电池阵列上串联二极管，该二极管为阻流二极管，用来阻止反向电流流过太阳能电池，该二极管给系统带来了额外损耗

7、；3)各组串联的太阳能电池，存在特性差异，这影响太阳能电池最大功率点跟踪效果以及系统输出功率；4)并网逆变器规格不收稿日期：2014—04—17；修回日期：2014一o6—06作者简介：李先允，博士，教授，研究方向为新能源发电并网技术．E·mail：alixy@sohu．coin引文格式：李先允，彭浩，刘海彬．光伏并网单相逆变器拓扑结构分析与比较[J]．南京工程学院学报：自然科学版，2014，12(3)：29—36[d0i：tO．13960／j．issn．1672—2558．2014．03．006]3

8、0南京工程学院学报(自然科学版)2014年9月统一，不利于实现大规模生产以降低生产成本．_lJ为解决这些问题，目前光伏并网系列多采用串型结构或多重串型结构，将多个太阳能组件相串联以提供足够的输出电压，则并网逆变器不再需要前级升压电路，串联二极管也可省略．最大功率点跟踪被分布在每个串联支路中．相比集中式架构其性能有了较大的改善，系统效率有了大大提高，但光伏组件之间的不匹配损耗问题仍然存在，且系统中任一组件故障，将会引起系统输入电压降低．[1为了寻找更合理的