第5章光伏并网逆变器的电路拓扑剖析ppt课件.ppt

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1、第五章光伏并网逆变器的电路拓扑5.1光伏并网逆变器的分类5.2隔离型光伏并网逆变器5.3非隔离型光伏并网逆变器5.4多支路光伏并网逆变器5.5微型光伏并网逆变器5.6由H桥拓扑派生出的逆变器结构5.7由NPC拓扑派生出的逆变器结构2021/7/28隔离型多支路光伏并网逆变器2021/7/28非隔离型多支路光伏并网逆变器图5-21基于Boost变换器的非隔离型光伏并网逆变器结构2021/7/28非隔离级联型光伏并网逆变器2021/7/28电压型高频链微型光伏并网逆变器图5-22电压型高频链MI典型拓扑a)反激式b)推挽式2021/7/28图5-22电压型高频

2、链MI典型拓扑c)半桥式d)全桥式2021/7/28电流型高频链微型光伏并网逆变器图5-23电流型高频链MI典型拓扑a)反激式b)推挽式2021/7/28图5-23电流型高频链MI典型拓扑a)半桥式b)全桥式2021/7/28由H桥拓扑派生出的逆变器结构H5逆变器（SMA）2021/7/285.6.3HERIC逆变器（Sunways）2006年，Sunways公司申请了一项称之为HERIC（高效率和可靠逆变器概念）的逆变器拓扑结构专利，拓扑如图：特点是在交流侧增加了一个采用两个背靠背IGBT器件的旁路桥臂。2021/7/28交流旁路提供了两个重要功能：1）

3、在零电压状态时避免了L1(2)和CPV之间无功功率的交换，从而提高了效率。2）在零电压状态时将光伏模块和电网隔离，从而消除了VPE中的高频成分。电流的状态如图所示：S1和S4以高频方式开关，S+以电网频率开关。2021/7/28S1和S4以高频方式开关，S+以电网频率开关。输出正向电流输出负向电流S2和S3以高频方式开关，S-以电网频率开关。2021/7/28输出负向电流S2和S3以高频方式开关，S-以电网频率开关。2021/7/28这种变换器的主要特征：1）S1-S4和S2-S3以高频方式开关，S+（S-）以电网频率开关。2）输出电压中存在两种零电压状态

4、：S+=ON和S-=ON（当桥臂关断时）。优点：1）滤波器上的电压是单极性的，从而降低了铁芯损耗。2）效率可高达97%，这是因为零电压状态时在L1(2)和CPV之间没有无功功率交换，并且一个桥臂的开关频率低。2021/7/283）VPE中只含有电网频率分量而没有开关频率分量，因此产生的漏电流和EMI都很小。缺点：需要两个额外的开关。评论：HERIC改善了采用双极性调制的全桥逆变器的性能，它通过交流旁路为电路增加零电压状态提高了效率。由于这种拓扑结构效率高、漏电流及EMI低，因此非常适合应用于无变压器型光伏逆变器。2021/7/28Sunways公司已经将这

5、种拓扑结构商业化，最高效率可达95.6%。应用于AT（2.7---5kw）系列。数据来源：PhotonInternational,2008年7月。HERIC和H5的表现极为相似，两者在零电压状态时分别在交流侧和直流侧将发电单元和电网进行解耦，并且都使用两个以高频方式工作的开关和一个以电网频率工作的开关。2021/7/285.6.4REFU逆变器（RefuSolar）2007年，RefuSolar公司申请了一项称之为REFU的逆变器拓扑结构专利，拓扑如图：特点是使用了交流侧旁路的一个半桥电路以及一个可旁路的DC-DC变换器。半桥电路升压旁路升压电路交流旁路2

6、021/7/28交流旁路提供了两个重要功能：1）在零电压状态时避免了L和CPV之间无功功率的交换，从而提高了效率。2）在零电压状态时将光伏模块和电网隔离，从而消除了VPE中的高频成分。2021/7/28电流的状态如图所示：交流旁路的实现方式与HERIC不同。它采用的是标准IGBT模块和二极管串联组成的单向开关，从而消除了续流路径。另一个特点是，使用了一个升压型变换器，高升压变换器仅在输入直流电压低于电网电压时起作用。S1以高频方式开关，S+以电网频率开关。2021/7/28S3以高频方式开关，S+以电网频率开关。输出正向电流S+以电网频率开关。2021/7

7、/28输出负向电流S2以高频方式开关，S-以电网频率开关。S2以高频方式开关，S-以电网频率开关。2021/7/28输出负向电流S-以电网频率开关。2021/7/28这种变换器的主要特征：1）当不需要升压（即VPE>

8、Vg

9、）时，S1(S2)以高频方式开关。2）当升压电路工作（即VPE<

10、Vg

11、）时，S3(S4)以高频方式开关。3）S+（S-）以电网频率开关工作，其通断取决于电压的极性。1）滤波器上的电压是单极性的，从而降低了铁芯损耗。优点：2021/7/283）VPE中只含有电网频率分量而没有开关频率分量，因此产生的漏电流和EMI都很小。缺点：1）需要双

12、直流电压。2）效率会高达98%，这是因为零电压状态时在L1(2)和