基于单相z源光伏并网逆变器的调制策略研究.pdf

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1、第47卷第l0期电力电子技术Vo1．47，No．102013年1O月PowerElectronicsOctober2013基于单相z源光伏并网逆变器的调制策略研究林芳．刘鸿鹏(1．国网浙江省电力公司衢州供电公司，浙江衢州324000；2．哈尔滨工业大学，电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：传统单相z源逆变器允许同一桥臂开关管直通，提高了系统可靠性。利用z源逆变器的这种优势，提出改进型脉宽调制(PWM)策略，并分析换流过程和各功率器件的开关应力，结合通态损耗、开关损耗和电感损耗模型定量计算逆变器效率。与简单升压控制策略相比，改进

2、型PWM策略提高了单相z源逆变器效率。实验结果证明了所提PWM策略的可行性和正确性。关键词：并网逆变器；脉宽调制；损耗中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)10—0037—03ResearchonModulationStrategyofSingle-phaseZ·sourcePhotovoltaicGrid．connectedInverterLINFang，LIUHong—peng(1．QuzhouPowerSupplyCompanyofStateGridZhejiangElectricPowerCompa

3、ny，Quzhou324000，China)Abstract：Thethroughstateisallowedintraditionalsingle—phaseZ—sourceinverter，andthereliabilityofthesystemisimproved．WiththeadvantagesofZ·sourceinverter，modifiedPWMstrategyisputforward．Switchcommutationprocessandthestressofpowerdevicesareanalyzed，andtheefi

4、ciencyoftheinverterwithconductionlossesmodel，switchinglossesmodelandinductancelossesmodelarecalculated．ComparedwiththesimpleBoostcontrolstrategy，theeficiencyofsin·gle-phaseZ—sourceinverterisimprovedinthemodifiedPWMstrategy．ExperimentalresultsshowtheproposedPWMstrat-egyisfeas

5、ibleandcorrect．Keywords：grid—connectedinverter；pulsewidthmodulation；loss1引言2单相Z源逆变器PWM策略并网逆变器作为光伏并网发电系统的重要组2．1简单升压控制成部分，正朝着高效率、高可靠性、高功率密度、模图1示出单相z源光伏并网逆变器原理图。块化和智能化的方向发展。合理的PWM策略有助于提高逆变器的综合性能。自从传统Z源逆变器提出以来，PWM策略得到了广泛研究【1_。由于]吐婚iv3+并网逆变器效率是其性能指标的一个重要方面．对逆变器损耗进行分析和比较。有助于系统散热=-

6、cP如妊的设计和器件选取。同时有利于提高逆变器变换效率和功率密度。图1单相Z源光伏并网逆变器现有的单相z源逆变器调制方式随着功率的Fig．1Single—phaseZ—sourcephotovottaicgad—connectedinverter增大，开关损耗也随之增大。因此，这里提出改进型PWM策略，详细分析了单相z源逆变器的换流过简单升压控制是单相z源逆变器中常用的程，并与简单升压控制相比较，讨论了各开关器件PWM策略。每个开关周期内，在保持有效状态不的开关应力。最后，从损耗分析『5]入手，研究改进型变的前提下，用直通状态代替部分的传统零状

7、态，PWM策略在降低损耗、提高系统效率方面的优势。保持原有调制因子的同时增加直通因子以起到升压的作用。当并网电流为正半周期时．Z源逆变器定稿日期：2013—06—30在5个工作模式之间进行切换。作者简介：林芳(1987一)，女，浙江衢州人，硕士研究生，2．2改进型PWM策略研究方向为光伏并网发电技术。图2为改进型PWM策略原理示意图。37第47卷第1O期电力电子技术Vo1．47，No．102013年10月PowerElectronicsOctober2013l，2．，2．上可知，改进型PWM策略未对开关管的性能提：’。’。I。lI。IIIIlI

8、f囱：图!出更高的要求。_-1t广■lI＼：／lII3．2损耗分析：—：：．I＼：／．I：：3．2．1通态损耗(a)IE半周期PWM策略(b)负半周期