三相非隔离型大功率光伏并网逆变器共模电流分析

ｆ ｉｏＬ＋Ｒ＋２
－
些± ｔｏ ２ＬＣ ＋ ｊｏＪＲＣ
其 中 ，Ｃ＝ｃｐ。
同理，可求得 ，对于 ＶＢＮ和 ＶＣＮ单独作用时 的共模 电流 ，为
一
— ｊｗＬ＋Ｒ＋
ｆｉｏＬ ＋Ｒ
ＬＬ ＋
ｊｗＬ＋Ｒ＋ ｆ ｉ ｏ Ｌ＋Ｒ丽
故 ：共模 电流 ｉ ＝ｉ ＋ｉｃ ＋ｉ ｃ
Ｖ Ａ Ｎ ＋ ＶＢＮ ＋ ＶＣＮ
如 图 １所 示 。Ａ、Ｂ、Ｃ三 点 对 Ｎ 点 的 电位 ，是 由 Ｓ１一Ｓ６这 ６个开关管来控制的。这样 ，光伏 阵列和开关 管的综合作用 可 等效 为分别在 ＡＮ、ＢＮ和 ＣＮ三端 加入 ３个 以开关 管 频率 变 化 、幅值为光伏阵列输出电压 的等效方波 电源 。由于滤波电容 跟 地 没有 直接 电气 连 接 ，所 以 不 会 有 共 模 电 流 流 过 。 因 此 ，三 相 全 桥 拓 扑 可 等效 为 图 ３所 示 的 简 化 示 意 图 。忽 略 电 网 中 性 点 对 地 的 寄生 电容 。
等效 方 波 电源 单 独 作 用 的 电路 如 图 ４所 示 。
瑚
益 ， １Ｉｌ 曲。
图 ２ 共模电流抑制 ＳＶＰＷＭ 改进算法扇区划分
图 ３ 非 隔 离 型 大功 率三 相 全 桥 逆 变 器 拓 扑简 化示 意 图
图 ４ ＶＡＮ单独作用的等效 示意 图
可求得 ： ：—————Ｖ—ＡＮ —
式 中， 为各共模 电流之 和 ，ｉ。 为等 效电源 ＶＡＮ单 独作 用时 的共模电流 ； 为等效 电源 ＶＢＮ单独作用时的共模电流 ； ｉｃｍＣ为等效 电源 ＶＣＮ单独作用 时的共模 电流 ；ｓ表示开关 函数 。 当 Ｓ ＝１时 ，表示 Ａ相上管开通 ，当 Ｓ ＝０时 ，表示 相下 面管
共模 电流就是 由于共模 电压的存在 以及 寄生阻抗 的存在 而产生的 电流 。在一般 电路设计 回路 中，虽然 没有直接闭合 的 回路 ，但是 由于结构 的集成设计以及元件 和导 线的紧凑排列和 布置 ，它们之 间很容易产生电磁耦合效应 。也就是分布 电容 的 作用会 比较明显 。在共模电压的作用下 ，通过这些分布 电容就 形成 了共模 电流 。特别是在 ＰＷＭ 调制方式下 ，共模 电压 的频 率会很高 ，共模 电流 的幅值也就随之增加。特别在大功率逆变 器 中，由于 ＥＭＣ设 计的需要 ，常存 在大量 的 Ｙ电容 ，这将导致 分布 电容 的增大 ，因此共模 电流也较大 。 ３ 三 相 逆 变 器 共 模 电 流 分析 ３．１ 非 隔 离型 三相 全桥 两 电平 拓 扑 结 构 共模 电 流 的分 析
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１ 共 模 电压 所谓共模 电压 ，是一种零 序性质 的电压 ，有 的文献 中直接
称为零序 电压 。当三相 电压 的中性点引出线接地时 ，共 模电压 则为逆变器输出点与地 之间 的电压值 ；当中性点不 接地 时，共 模电压就是逆 变器输 出点与三相 电压 中性 点 的电压值加 上 中 性点的电压值 与地 之间的电压值 。由此可见 ，共模 电压在逆变 器中一定存在 。当中性点在不接地的系统 中，共模 电压也较难 准 确 测 量 。 ２ 共 模 电 流
Ｓ ＋Ｓ６＋ Ｓ
ｊｔｏＬ＋Ｒ＋ ｆｉｏＬ＋ Ｒ
： Ｌｃ
ｆｉｏＬ＋Ｒ＋ ｊｔｏ Ｌ ＋ Ｒ
ｚ ｃ＋
图 １ 非 隔离 型 三 相 全 桥 逆 变 器 拓 扑 结构 图 图 ３中，Ｒ表示交流 电感的等效寄生电阻。 表示光伏 电 池正负极对大地 的等效寄生电容。由戴 维南叠加定 理可知 ，该 电路可 以等效为三个单相的电路作用叠加 的结果 。 ·
技术 研发
ＴＥＣＨＮｏＬ０ＧＹ ＡＮＤ ＭＡＲＫＥＴ
三相 非 隔 离型 大 功 率光伏 并 网逆 变器 共模 电流 分 析
限公 司，广 东 深 圳 ５１８０００）
摘 要 ：分析 了三相非隔 离型光伏并 网逆 变器产生的机理 ，通过 对两 电平 非隔 离型 大功率光伏并 网逆 变器 的建模 ，分析 了影响共模 电流的主要 因素。提 出了抑 制共模 电流的方法。通过实验验证 了共模 电流抑制策略 的有效性。 关键 词 ：三 相 ；非 隔 离型 ；大功 率 ；光伏 ；电 流 分析 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１６．０５．０５０