改进型NPC拓扑结构在光伏并网逆变器的应用.pdf

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1、第49卷第4期电力电子技术Vo1．49，No．42015年4月PowerElectronicsApril2015改进型NPC拓扑结构在光伏并网逆变器的应用许傲然，张柳，谷彩连，白迪(沈阳工程学院，电力学院，辽宁沈阳110136)摘要：传统三电平中点箝位(NPC)逆变器拓扑结构中不同开关器件承受的工作损耗不同，损耗分布会因光伏发电工作状态改变，因而大功率逆变器的散热问题急需解决。提出了一种新型NPC拓扑结构，通过控制策略的编程控制，使逆变器的开关器件有了更多的开关自由度，达到系统器件平衡散热，从而解决了逆变器的局部高温问题。系统采用功率可调的PWM策略实现了不同工作状态，且

2、不影响系统的输出电流，通过新的硬件拓扑和控制策略实现了系统开关器件的损耗平衡。关键词：逆变器；光伏；损耗分布中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)04—0071—03AdvancedNPCTopologyStructureintheApplicationofPtovoltaicGrid-connectedInverterXUAo—ran，ZHANGLiu，GUCai．1ian，BAIDi(ShenyangInstituteofEngineering，Shengyang110136，China)Abstract：Onthetraditi

3、onalneuralpointclamped(NPC)invertertopologystructure，thereisadiferentswitchdeviceunderdiferentjobloss，lossesofdistributionforphotovohaicpowergenerationworkingconditionchanges，SOhish—powerinverterheatdissipationbecomesaproblemwhichneedtobesolved．AnewtypeofNPCtopologyisproposed．Byprogrammin

4、gthecontrolstrategyofthecontrol，theinvertersw~chdevicehasmoredegreesoffreedom，SOastosolvetheproblemoftheinverterheatdissipation．DiferentworkingconditionstllpoweradjustablePWMstrategyisrealizedandachievesthelossequilibriumisachievedbyadjustingtheswitchlossdistribution．Keywords：inverter；pho

5、tovoltaic；lossesdistribution1引言开关器件，续流两个方向的通路变为两条，因V此为VDD56相应的控制策略提供了更大的自由控制空间来实传统NPC拓扑结构有三级输出电压，能够提J．LJar{现器件的损耗平衡。高逆变器效率，降低一定的开关损耗，电磁干扰性能好。但其开关器件损耗分布不平衡，容易造成控VDl有源NPC逆变器P制系统局部过热。由于目前应用的NPC拓扑结构VD2开关器件损耗不平衡，不同工作状态逆变器的散上暖L1—Cpv2TvP‘l—4_VD3热存在问题【1．，对此提出了一种新型的NPC拓扑0：i：ltpEVD4结构，通过可调PWM的控制策略实

6、现不同工作状态的器件损耗平衡，解决了逆变器的散热问题。图1新型NPC拓扑结构图最后通过实验验证了所提结构的正确性。Fig．1ThetopologystructureofnewtypeNPC2新型NPC拓扑结构所提新型NPC拓扑输出电压波形有3级：／2，0，一／2，与单极性调制H全桥拓扑类似。所提新型NPC拓扑结构如图1所示。在传统NPC拓扑结构中，不同流向的续流电流往往只存与双极性调制H全桥相比，可以减小电感的使用量，提高逆变器效率；开关损耗低，EMI性能好；与在一条续流回路。而所提新型NPC拓扑与传统的传统NPC相比，加入了两个开关器件(一个桥臂)，几种NPC结构相比，

7、其控制过程中可以存在更多由于在变流器设计中，使用相同的器件有利于备的零续流状态。图1的逆变回路中存在两个可控件，同时加入一个开关器件桥臂对于变流器成本定稿日期：2015—02—02影响并不明显，但与传统NPC拓扑相比，新型作者简介：许傲然(1983一)，男，吉林通化人，硕士研究生，NPC可以控制器件损耗分布。因而更具优势。适用研究方向为新能源发电技术。于功率等级较高的变流器拓扑。71改进型NPC拓扑结构在光伏并网逆变器的应用4实验=3000F，直流电压为450V，RI．为15Q，实验功率为1350W，开关器件为PM75DSA1