新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统的研究与应用.pdf

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1、第41卷第2O期电力系统保护与控制Vb1．41N0．202013年10月16日PowerSystemProtectionandControl0ct．16．2013新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统的研究与应用孟建辉，石新春，付超，寇薇，王伟(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)，河北保定071003)摘要：为了使两级式单相光伏并网逆变器在具备漏电流抑制能力的同时具有较高的转换效率，提出了一种新型高效率两级式单相光伏并网逆变系统该系统采用前级为ZVSBoost升压电路，后级为H6逆变拓扑的结构。分析了它们各自的工作原理，研究了该光伏并网逆变系统的整体控制策略。最后

2、，搭建了所提出的两级式单相光伏并网逆变系统的实验平台，对理论分析进行了实验验证，结果表明所设计的光伏并网逆变器不但具有较高的入网波形质量，而且有很高的转换效率，其最高效率可以达到97．26％。关键词：单相光伏并网逆变器；ZVSBoost变换器；H6拓扑；高效率；PR控制Researchandapplicationofnovelhigheficiencytwo-·stagesingle—-phasephotovoltaicgrid--connectedinvertersystemMENGJian-hui，SHIXin—chun，FUChao，KOUWei，WANGWei(S

3、tateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources(NorthChinaElectricPowerUniversity)，Baoding071003，China)Abstract：Inordertomaketwo-stagesingle--phasephotovoltaicgrid·connectedinvertersystemhavehighconversioneficiencywhilepossessingtheabilityofalleviatingleakagecu

4、rrent，thepaperproposesanovelhigheficiencytwo—stagesingle—phasephotovoltaicgrid-conectedinvertersystemwhichcontainsZVSBoostconverteratthepre-stageandH6invertertopologystructureatthelaststage．Thepaperanalysestheiroperationprinciplesandstudiestheoverallcontrolstrategyofthephotovoltaicgrid-co

5、nectedinvertersystem．Finally,theexperimentalprototypeofthetwo-stagesingle-phasephotovoltaicgrid-connectedinvertersystemisbuilttoconfirmthetheoreticalanalysis．Theresultsindicatethatthisphotovoltaicgrid·connectedinvertersystemhashighqualityofgrid-conectedwaveformsandhighconversioneficiency．

6、Itseficiencyratioisupto97．26％．Keywords：single-phasephotovoltaicgrid-connectedinverter；ZVSBoostconverter；H6topology；higheficiency；PRcontrol中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1674—3415(2013)20-0087．06以开关频率变化的共模电压，从而引起较大的漏电0引言流【oJ。文献[6．7】提出了一种具有较高效率的H6拓扑两级式单相光伏并网逆变器具有体积小、成本能够有效抑制漏电流的产生，且具有优良的并网波低、效率高等特点

7、，比较适合用在小功率的光伏并形质量和高变换效率。网发电场合【lJ。前级的Boost升压电路主要作用一在具备漏电流抑制能力的基础上，为了尽可能是提升并稳定太阳能光伏电池输出的电压，二是将地提高两级式单相光伏并网逆变系统的整体效率，最大功率跟踪控制放到前级升压侧，简单方便。本文提出采用前级为zVSBoost升压电路L8，后在两级式单相非隔离型光伏并网逆变器的效率级为H6逆变电路的结构。首先对整个系统的工作提升方面，前级Boost升压变换器的开关管频率一原理进行了分析，并在此基础上研究了系统整体的般为10kHz以上，其开关损耗对整机