六开关光伏并网逆变器共模漏电流抑制方法
新型非隔离光伏并网逆变器的研究
新型非隔离光伏并网逆变器的研究作者：黄丽娟谢勇杨传超方宇来源：《中国新技术新产品》2013年第16期摘要：本文研究了一种新型非隔离并网逆变器，详细分析此拓扑结构的工作原理，在此基础上，建立了考虑寄生参数的共模漏电流模型。
比较分析了H6桥和新型非隔离并网逆变器的漏电流大小、开关损耗、稳定性及效率。
理论计算和仿真结果表明新型非隔离并网逆变器的性能优于H6桥逆变器。
关键词：逆变器；漏电流；共模电压；开关损耗中图分类号：F40 文献标识码：A早期的并网逆变器系统输出端一般安装工频隔离变压器，实现电压调整和电气隔离，以保证系统安全可靠运行。
然而，工频隔离变压器体积庞大，成本高，损耗大，影响系统整机效率。
若采用高频变压器实现PV和电网的电气隔离，可降低系统体积、质量和成本，但系统效率并没有明显改善，因此，非隔离光伏并网逆变器系统成为目前研究的热点，它具有效率高、体积小、质量轻和成本低等优点，但变压器的消除使得PV和电网之间有了电气连接，漏电流可能会大幅增加，带来传导和辐射干扰，增加进网电流谐波以及损耗，甚至危及设备和人员安全。
因此共模电流的消除成为了非隔离式并网逆变器得以普及而必须跨越的障碍。
针对上述问题，本文研究了一种非隔离单相光伏并网逆变器，相对于文献提到的拓扑，此拓扑结构不但有效的解决漏电流问题，且具有通态损耗小、效率高、稳定性强等优点。
1新型逆变器的工作原理1.1新型非隔离并网逆变器对于一个光伏逆变器而言，要想做到高效率和高稳定性，必须满足以下几个要求：其一，为了提高系统的稳定性，逆变器必须避免直通问题；其二，为保证输出电流波形不发生畸变，在不导致管子损坏的情况下，应避免设死区时间；其三，共模漏电流要小；最后，在保证系统安全的情况下，尽量使用性能好的MOS管来提高系统的效率。
文献提出的这种新型拓扑结构均满足上述要求，下面我将针对这种新型的拓扑做详细的分析和介绍。
图1为新型非隔离并网逆变器的结构图，它由六个开关管（S1～S6）、六个二极管（D1～D6）和两个独立的耦合电感L1和L2所构成。
NPC光伏并网逆变器共模电流抑制方法研究
中图分类号 ：Ｔ Ｍ ４ ６ 文献标 志码：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ７ ４ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ － ０ ０ １ ５ － ０ ７
Ｓｔ ｕｄ ｙ ｏ ｆ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎｔ ｓ ｕｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｕ ｔ ｒ ａ ｌ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｌ ａ ｍｐ ｅ ｄ （ ＮＰ Ｃ ） ｒ ｔ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ ｇ ｒ ｉ ｄ — ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ — ｖ ｅ ｔ ｒ ｅ ｒ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ ｒ ｔ ａ ｄ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ （ Ｓ ＶＰ ＷＭ） ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ｐ ｒ ｏ —
光伏发电防逆流措施
光伏发电防逆流措施
解析：
光伏发电防逆流措施如下：
1.防逆流系统不停检测低压侧母线功率以及各个光伏发电系统的发电功率，
当低压侧母线功率大于投入阀值，投入光伏发电系统的部分开关；当低压侧母线功率小于分断阀值时，断开光伏发电系统的部分开关，防止电流流向电网。
2.安装防逆流保护装置，当检测到有电流流向电网时，立即切断并网开关，
阻止电流逆流。
3.安装智能电表，实时监测光伏发电系统的发电量和上网电量，及时发现异
常情况。
光伏并网逆变器电流谐波抑制策略
光伏并网逆变器的电流谐波抑制策略1 引言并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置，将光伏电池的直流电能转换成交流电能并传输到电网上，在光伏并网发电系统中起着至关重要的作用。
随着投入应用的并网逆变器日益增多，其输出的并网电流谐波对电网电压的污染也不容忽视。
按照GB/ T 19939-2005所要求，光伏并网逆变器的总输出谐波电流应小于逆变器额定输出的5%，各次谐波也应限制在表1所列的百分比之内：表1 谐波电流畸变限值2 基于d-q 坐标系的控制策略A B CB1图1 光伏逆变器电路结构如图1所示，在三相静止对称坐标系中，其交流侧的物理量均为时变交流量，不利于控制系统的设计。
为此考虑通过坐标变换将三相静止对称坐标系转换成以电网基波频率同步旋转的d-q 坐标系。
这样经过坐标变换后，三相静止对称坐标系中的基波正弦变量将转化为d-q 坐标系中的直流分量。
在d-q 坐标系下，其数学模型可描述为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡q d q d q d v v i i R Lp L L R Lp e e ωω （2-1）dc dc q q d d i v i v i v =+)(23（2-2）式中 d e 、q e ——电网电动势矢量dq E 的d 、q 分量d v 、q v ——三相VSR 交流侧电压矢量dq V 的d 、q 分量 d i 、q i ——三相VSR 交流侧电流矢量dq I 的d 、q 分量p ——微分算子由式2-1可以看出，由于VSR 的d 、q 轴变量相互耦合，因而给控制器设计造成一定困难。
为此，可采用前馈解耦控制策略，当电流调节器采用PI 调节器时，则d v 、q v 的控制方程如下：q d q q il iP q e Li i i sK K v +--+-=ω))((*（2-3）d q d d il iP de Li i i sK K v ++-+-=ω))((*（2-4）式中 iP K 、il K ——电流内环比例调节增益和积分调节增益*qi 、*d i ——d i 、q i 电流指令值将式2-3、式2-4代入式2-1，并化简得： Li s K K L i s K K R pi dil iP d il iP d *)()(++++-=同样，求得：Li s K K L i s K K R pi qil iP q il iP q *)()(++++-=显然，上式表明，基于前馈的控制算法2-3、2-4使得三相VSR 电流内环),(q d i i 实现了解耦控制，如下图所示：ai bi ci图2 三相VSR 电流内环解耦控制结构由于两电流内环的对称性，因而下面以q i 控制为例讨论电流调节器的设计。
非隔离型并网光伏发电系统中漏电流的分析与保护
C C图3 共模电压频率与桥臂开关切换频率图Fig. 3 Picture of common mode voltage frequency andbridge arm switching frequency图4 母线正极对中性点的低频电压信号Fig. 4 Low-frequency voltage signal from positive pole ofbus to neutral point低频和高频共模电压信号均是产生漏电流的激励，通过图3和图4可以验证漏电流的存在。
图5为漏电流的测量位置图。
图中，1、2均为漏电流的测量位置；A、B、C、O分别为相线、B相线、C相线、中性线。
其中，第处为逆变器内部检测漏电流的位置，第2处为光伏发电系统的总漏电流，第3处为LC滤波电容上的漏电流，第4处为逆变器内部Y电容产生的漏电流。
C C acCC 1234COFig. 5 Location of leakage current measurement由于实验所采用的光伏阵列内部对地的电容值小于实际光伏组件对地的寄生电容，所以图6 模拟电容加入前光伏发电系统的总漏电流Fig. 6 Total leakage current of PV power generation systembefore simulation capacitor is added图7 模拟电容加入后光伏发电系统的总漏电流Fig. 7 Total leakage current of PV power generation systemafter simulation capacitor is added图8 LC 滤波电容上的漏电流情况Fig. 8 Leakage current on LC filter capacitor3.3漏电流保护实验由于人体阻抗存在差异，规范中对不同漏电流时逆变器的断开时间有不同的要求，本实验中模拟的是人体触电60 mA 时逆变器的漏电流保护效果。
一种低漏电流六开关单相全桥并网逆变拓扑
School of Electrical and Electronics Engineer, Shandong University of Technology, Zibo Shandong
Received: Feb. 6th, 2018; accepted: Feb. 20th, 2018; published: Feb. 28th, 2018
DOI: 10.12677/sg.2018.81007
63
智能电网
逯明 等
PV Cdc
S1 a
S2 n
CPV
S3
b S4
C
La E
Lb o
Lg
Figure 1. Structure of non-isolated single phase full bridge grid connected inverter 图 1. 非隔离型单相全桥并网逆变结构
Sunways 公司提出的 Heric 拓扑在输出端之间并入两个开关管，其作用相当于在共模回路中串入一个 很大的阻抗，使漏电流水平降到一个较低的水平。Heric 拓扑的优点是效率较高，保持了单极性调制电流 谐波较低的优势，在并网发电阶段没有增加开关管的损耗[10]。Heric 拓扑可以认为是改变了交流回路， 而 H5 和 H6 桥的结构则是通过改变直流回路拓扑实现抑制漏电流的目的。
(4)
共模电流的计算公式如式(5)所示，
icm
=
CPV
dU tcm dt
(5)
当 Utcm 的值恒定时，Utcm 可看做一个直流源，电感被短路，电容 CPV 承受电压 Utcm。根据式(5)可知， 系统共模电流为零。
非隔离型级联H5光伏逆变器共模漏电流特性分析
非隔离型级联H5光伏逆变器共模漏电流特性分析郭小强;贾晓瑜【摘要】The suppression of common mode current is a key technical issue in transformerless photovoltaic (PV) system. Firstly, the common mode model of the conventional transformerless grid-connected cascaded H-bridge PV system is established. The mathematical expression of the common mode current is derived. The major factors that affect the common mode current are discussed. The reason that the conventional cascaded H-bridge inverter fails to reduce the common mode current is explained. Secondly, a new cascaded H5 topology and its modulation strategy are proposed to solve the common mode current issue. Finally, a prototype with digital control is built. The experiment tests of cascaded H4 and H5 topologies are carried out. The experimental results verify the effectiveness of the proposed solution.%共模漏电流抑制是非隔离型光伏并网系统需要解决的关键问题.首先建立传统非隔离型级联H桥光伏并网系统共模模型,推导出系统共模漏电流数学表达式,分析影响系统共模漏电流的主要因素,指出传统级联H桥逆变器无法抑制共模漏电流的原因.然后提出一种级联H5逆变器拓扑及其调制策略,有效地抑制了系统共模漏电流.最后搭建数字控制实验样机系统,对级联H4拓扑和级联H5拓扑进行对比实验,实验结果验证了所提方案的有效性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2018(033)002【总页数】9页(P361-369)【关键词】非隔离光伏系统;级联H桥逆变器;共模漏电流【作者】郭小强;贾晓瑜【作者单位】燕山大学电气工程学院秦皇岛 066004;燕山大学电气工程学院秦皇岛 066004【正文语种】中文【中图分类】TM46随着世界各国对能源需求的增长，太阳能作为一种清洁可再生能源在发电领域得到越来越多的应用。
三电平逆变器中点振荡和漏电流抑制方法
suppression；leakage current
关键词：T 型三电平逆变器；中点电位振荡控制；共模电压抑制；漏电流 中图分类号：TM464 文献标识码：A DOI：10.19457/j.1001-2095.20171209
Neutral Oscillation and Leakage Current Suppression Method for Three-level Inverter LIU Wei
本文提出方法不仅能够抑制中点振荡和偏 移，而且能够抑制漏电流，通过仿真验证本文所 提方法正确性。
1 T型三电平并网逆变器中点振荡分析
T 型三电平光伏并网逆变器如图 1 所示。
刘伟：三电平逆变器中点振荡和漏电流抑制方法
效率。 漏电流和共模成正相关，因此减少共模电压
可以抑制漏电流。文献［11］提出一种矢量调制 策 略 实 现 漏 电 流 抑 制 ，但 是 该 方 法 难 以 抑 制 中 点电位振荡，会增加直流侧电容容量，增加系统 成本。
为 了 消 除 上 述 影 响 ，本 文 提 出 一 种 调 制 策 略，实现中点电位振荡抑制，并针对 T 型三电平逆 变器的中点偏移问题，提出改变调制方法，实现 中点偏移控制，从而能够保证光伏并网逆变器的 电流畸变率。针对光伏发电系统存在的漏电流 问题，提出一种抑制漏电流的调制方法，首先分 析影响漏电流的原因，研究发现漏电流和共模电 压正相关，然后通过改变调制方法，实现漏电流 的不平衡问 题，相关研究人员研究了很多相关的调制策略， 可以分为空间矢量调制和载波调制策略。
最新光伏并网逆变器的电流谐波抑制策略
光伏并网逆变器的电流谐波抑制策略光伏并网逆变器的电流谐波抑制策略1 引言并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置，将光伏电池的直流电能转换成交流电能并传输到电网上，在光伏并网发电系统中起着至关重要的作用。
随着投入应用的并网逆变器日益增多，其输出的并网电流谐波对电网电压的污染也不容忽视。
按照GB/ T 19939-2005所要求，光伏并网逆变器的总输出谐波电流应小于逆变器额定输出的5%，各次谐波也应限制在表1所列的百分比之内：表1 谐波电流畸变限值2 基于d-q坐标系的控制策略«Skip Record If...»图1 光伏逆变器电路结构如图1所示，在三相静止对称坐标系中，其交流侧的物理量均为时变交流量，不利于控制系统的设计。
为此考虑通过坐标变换将三相静止对称坐标系转换成以电网基波频率同步旋转的d-q坐标系。
这样经过坐标变换后，三相静止对称坐标系中的基波正弦变量将转化为d-q坐标系中的直流分量。
在d-q坐标系下，其数学模型可描述为：«Skip Record If...»（2-1）«Skip Record If...»（2-2）式中«Skip Record If...»、«Skip Record If...»——电网电动势矢量«Skip Record If...»的d、q分量«Skip Record If...»、«Skip Record If...»——三相VSR交流侧电压矢量«Skip Record If...»的d、q分量«Skip Record If...»、«Skip Record If...»——三相VSR交流侧电流矢量«Skip Record If...»的d、q分量«Skip Record If...»——微分算子由式2-1可以看出，由于VSR的d、q轴变量相互耦合，因而给控制器设计造成一定困难。
逆变器漏电流保护故障处理
逆变器漏电流保护故障处理
逆变器是光伏发电系统中十分重要的一个组件，它起着将直流电转
换为交流电的作用。
然而，在逆变器运行过程中，有时会出现漏电流
保护故障，给系统带来一定的安全隐患。
本文将探讨逆变器漏电流保
护故障的原因和处理方法，帮助读者更好地解决相关问题。
### 漏电流保护故障原因分析
1. **绝缘故障**：光伏逆变器在运行过程中，如果其内部绝缘破损
或老化，就有可能导致漏电流过大，触发保护功能。
2. **接地故障**：逆变器接地线路不良或接地故障，也会导致漏电
流保护故障的发生。
3. **外部环境影响**：如雷击、潮湿等环境因素对逆变器的影响，
也可能引起漏电流保护故障。
### 漏电流保护故障处理方法
1. **检查绝缘情况**：定期检查逆变器的绝缘情况，及时更换老化
或破损的绝缘材料，确保内部电路的正常运行。
2. **检查接地线路**：对逆变器接地线路进行检查，保证接地良好，避免接地故障引起的漏电流保护问题。
3. **防护措施**：加装避雷设备、防潮保护措施等，提高逆变器的
抗干扰能力，降低外部环境对系统的影响。
### 总结
在光伏逆变器运行过程中，漏电流保护故障是一个常见问题，需要引起重视。
通过定期检查维护、加强环境保护等方式，可以有效地预防和处理漏电流保护故障，确保逆变器系统的安全稳定运行。
希望本文的内容能够帮助读者更好地理解和处理逆变器漏电流保护故障，提升系统的可靠性和安全性。
新型非隔离光伏并网逆变器的研究
图 ４并 网逆 变 器 系统的共 模模 型
它 所构成。二极管 Ｄ 。 一 Ｄ 分别用于钳位 ｓ 广 地认 识 ， 因此 ， 建立共模 分析模型可 以为 响漏电流的寄生参数有以下几个方面 ， Ｓ ， ４ 个 开关 管 的 压 降 。Ｓ 、 Ｄ 和Ｓ 、 Ｄ ６ 则 是 漏 电流抑 制 技术 的研 究提 供 理论 支持 。 影 们分别为：
高、 体积 小 、 质 量 轻和 成 本低 等 优 点 ， 但变 工作方 式 如下 ： 压 器 的 消除 使得 Ｐ Ｖ和 电网之 间 有 了 电气 １ ） 工作模态 １ ， 功 率 处 理 开 连接 ， 漏 电 流可 能会 大 幅增 加 ， 带来 传 导 模 态 ，进 网 电流 为正 半 周 ， 和 辐射 干 扰 ，增 加 进 网 电 流谐 波 以及 损 关 管 Ｓ １ ． Ｓ 导通 ，其 余 开 关 管 耗， 甚 至危 及设 备 和 人 员安 全 。 因此 共模 关 断 。 电 流 的 消 除 成 为 了非 隔离 式 并 网逆 变 器 ２ ）工 作 模 态 ２ ，续 流模 态 ， 进 网 电 流 正 半 周 ， 开关 管 得 以普及而必须跨越的障碍。 针对 上 述 问题 ， 本 文 研 究 了一 种 非 隔 ｓ 导通 ， 二极管 Ｄ 导通 ， 其 余 离 单 相 光伏 并 网逆 变 器 ， 相 对 于文 献 提 到 开 关管 关 断 。 ３ ） 工作模态 ３ ， 功 率 处理 的拓 扑， 此 拓 扑结 构不 但有 效 的解 决 漏 电 流问题 ， 且 具有 通 态损 耗 小 、 效率高、 稳 定 模 态 ， 进 网 电 流 负半 周 ， 开关 管ｓ 、 ｓ 导通 ，其 余 开 关 管关 性 强 等优 点 。 １ 新 型 逆变 器 的工 作原 理
如何控制光伏系统中漏电流的危害——黑科技深度好文
如何控制光伏系统中漏电流的危害——⿊科技深度好⽂光伏逆变器光伏系统极其重要的⼀个设备就是逆变器，它的主要作⽤就是把光伏组件所制造出来的直流电变成国家电⽹所需的交流电，同时逆变器还还承担检测组件、电⽹、电缆运⾏状态，和外界通信交流，系统安全管家等重要功能。
光伏⾏业早就制定NB32004-2013标准，对逆变器的考核标准达100多个参数，所有监测参数符合规定才能拿到证书。
国家质检总局也会逐年对其进⾏抽查，对光伏逆变器产品的保护连接、固体绝缘、接触电流、额定输⼊输出等9个项⽬进⾏检验。
逆变器的开发到量产需要2年多的时间，除了过⽋电压保护等重要功能外，逆变器还有许多鲜为⼈知的⿊科技，如热设计、电磁兼容、效率控制等等，这些都需要时间和⼈员去研发、测试。
论逆变器的漏电流控制技术光伏发电为何会产⽣漏电？光伏系统再发电的同时，也会产⽣漏电流，专称⽅阵残余电流，其漏电流本质为共模电流，由于光伏系统和⼤地之间存在寄⽣电容，此时电⽹、光伏系统、寄⽣电容3者之间形成回路，共模电压将在寄⽣电容上产⽣共模电流。
由于回路中变压器绕组间寄⽣电容阻抗相对较⼤，当光伏系统中安装有⼯频变压器时，回路中共模电压产⽣的共模电流能够得到⼀定抑制。
但如光伏系统中⽆变压器时，回路阻抗相对较⼩，共模电压将在光伏系统和⼤地之间的寄⽣电容上形成较⼤的共模电流，即漏电流。
漏电流会产⽣哪些危害？光伏系统中⼀旦产⽣漏电流（包括直流部分和交流部分），接⼊电⽹时，极易引起并电磁⼲扰、⽹电流畸变等许多问题，且对电⽹内的设备运⾏产⽣很⼤的影响；漏电流还有⼏率导致使逆变器外壳带电，对⽤户和⼯作⼈员造成危害。
检测漏电的标准及⽅法在NB32004-2013标准中第7.10.2条规定：在逆变器接⼊交流电⽹，交流断路器闭合的任何情况下，逆变器都应提供漏电流检测。
漏电流检测应能检测总的，包括直流和交流部分有效值电流，连续残余电流，如连续残余电流超过下⾯限制，逆变器应该在0.3s内断开并发出故障信号：1、额定输出⼩于或等于30KVA的逆变器，300mA;2、额定输出⼤于30KVA的逆变器，10mA/KVA。
【CN110048631A】一种三相四线制并网逆变器中线电流抑制方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910224285.X(22)申请日 2019.03.22(71)申请人 天津大学地址 300350 天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人 何晋伟 刘宇 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201代理人 刘子文(51)Int.Cl.H02M 7/5387(2007.01)H02M 1/12(2006.01)H02J 3/38(2006.01)(54)发明名称一种三相四线制并网逆变器中线电流抑制方法(57)摘要本发明公开一种三相四线制并网逆变器中线电流抑制方法，该电路包括逆变单元以及和逆变单元交流侧连接的交流输出滤波电路，交流输出滤波电路采用LLCCL的滤波电路结构。
两个大电容串联，并联在直流母线侧，其中点作为N线。
控制方法为：直接对逆变器输出电流进行控制，以A相载波为参考，依次将B、C相的载波相移2π/3，4π/3，可以有效抑制中线电流高频分量，并且电网电流能达到并网标准。
该控制方法简单，具有较高的实用价值。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 110048631 A 2019.07.23C N 110048631A1.一种三相四线制并网逆变器中线电流抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)三相四线制并网逆变器的采样电路对三相四线制电网电压、逆变器输出电流进行采样，三相电网电压V AN 、V BN 、V CN ，逆变器输出电流I A 、I B 、I C ；(2)将采样得到的三相电网电压，通过锁相环PLL得到电网电压相位θ，三相电流的参考幅值为I ref ，从而得到三相四线制并网逆变器的参考电流：I Aref ＝I ref sin θ (1-1)I Bref ＝I ref sin(θ-2π/3) (1-2)I Cref ＝I ref sin(θ+2π/3) (1-3)(3)将得到的参考电流与采样电流分别进行比较，并计算它们的差值：I A_error ＝I Aref -I A (1-4)I B_error ＝I Bref -I B (1-5)I C_error ＝I Cref -I C (1-6)将计算得到的差值作为准PR控制器G(s)的输入，并且加上各相的电网电压，得到逆变器输出电压的参考：V Aref ＝G(s)I A_error +V AN (1-7)V Bref ＝G(s)I B_error +V BN (1-8)V Cref ＝G(s)I B_error +V CN (1-9)准PR控制器的表达式：(4)以A相载波为参考，依次将B、C相的载波相移2π/3，4π/3，此时可抑制中线电流的高频分量，结合步骤(2)和(3)生成并网逆变器的驱动信号，因此得到逆变器输出电压。
逆变器漏电流保护故障处理
逆变器漏电流保护故障处理逆变器在太阳能发电系统中扮演着至关重要的角色，将直流电转换为交流电供给电网使用。
然而，由于各种因素，逆变器可能会出现漏电流保护故障。
本文将详细介绍逆变器漏电流保护故障的原因和处理方法。
一、漏电流保护故障的原因漏电流是指电流通过绝缘材料或设备外部的非预期路径流动的现象。
逆变器漏电流保护故障可能由以下原因引起：1. 绝缘破损：逆变器内部绝缘材料的老化、损坏或腐蚀可能导致绝缘破损，从而导致漏电流的产生。
2. 设备湿度：逆变器所处环境的湿度过高可能会导致电路板上水分的积聚，导致绝缘破损和漏电流的出现。
3. 温度过高：逆变器在长时间高温状态下运行，可能会导致元器件老化和绝缘材料的变质，从而引起漏电流。
二、逆变器漏电流保护故障处理方法针对逆变器漏电流保护故障，可以采取以下处理方法：1. 检查绝缘材料：定期检查逆变器内部的绝缘材料，如绝缘胶、绝缘片等，若发现老化、破损或腐蚀，应及时更换，确保逆变器的绝缘性能。
2. 控制湿度：对于安装在潮湿环境中的逆变器，可以通过安装防潮设备或保持良好的通风环境来控制湿度，从而减少水分对逆变器内部造成的影响。
3. 温度管理：采取合适的散热措施，如增加散热片、风扇等，确保逆变器在正常的工作温度范围内运行，避免温度过高造成的漏电流问题。
4. 定期检测：定期对逆变器进行电气安全检测，包括漏电流的测试。
一旦发现漏电流异常，应及时采取相应的修复措施，避免漏电流对系统和设备的危害。
5. 使用合格产品：在选购逆变器时，应选择具有高品质和可靠性的产品。
选择符合标准要求的逆变器，能够有效减少漏电流保护故障的发生概率。
总之，逆变器漏电流保护故障是太阳能发电系统中常见的问题之一，对系统的正常运行和电网的安全供电具有重要影响。
通过定期检测、维护和合理使用，可以有效预防和处理逆变器漏电流保护故障，确保系统的稳定性和安全性。
并网逆变器的电流控制方法
并网逆变器的电流控制方法陈敬德，1140319060；杨凯，1140319070；指导老师：王志新（上海交通大学电气工程系，上海，200240）摘要：并网逆变器是光伏发电系统的一个核心部件，其控制技术一直是研究的热点。
其使用的功率器件属于电力电子设备，它们固有特性会对系统产生不利的影响，为了防止逆变器中的功率开关器件处于直通状态，通常要在控制开关管的驱动信号中加入死区，这给逆变器输出电压带来了谐波，对电网的电能产生污染。
本文对传统的控制方法重复控制、传统的PI控制、dq轴旋转坐标控制、比例谐振控制进行了总结分析，并比较了它们的优缺点。
关键词：并网逆变器，重复控制，传统的PI控制，dq轴旋转坐标控制，比例谐振控制0引言随着现代工业的迅速发展，近年来全球范围内包括煤、石油、天然气等能源日益紧缺，全球将再一次面临能源危机，同时，这些燃料能源的应用对我们所生活的周围环境产生了严重的影响。
环境问题受到了人们的广泛关注，为了解决能源紧缺以及环境污染问题，寻找可再生能源是解决这一问题的有效方式。
太阳能因其清洁，无污染的优势受到了人们的青睐，太阳能光伏发电是目前充分利用太阳能资源的主要方式之一。
太阳能发电主要有单独运行和并网运行两种模式，其中并网运行发展速度越来越快，应用的规模也愈来愈大[1]。
逆变器是光伏发电系统中的关键部件，逆变器的工作原理是通过IGBT、GTO、GTR等功率开关管的导通和关断，把直流蓄电池电能、太阳能电池能量等变换为电能质量较高的交流电能，可以把它看成是一种电能转换设备。
功率开关管的开关频率一般都比较高，因此利用它们进行电能转换的效率也比较高，但有一个很大的缺点是由它们组成的逆变系统的输出电能却不理想，其输出的波形中包含了很多对电能质量产生不利的方波，而很多场合都要求其输出的是一定幅值和频率的正弦波，所以要寻找更好的控制策略来提高逆变器的电能质量，让其输出各项性能指标都满足要求的波形。
目前所用的逆变器可以分为以下两类：一类是恒压恒频逆变器，这类逆变器在各种电源持续供电的领域应用广泛，它能够输出电压幅值和频率都是特定值的交流正弦波，简称CVCF 逆变器。
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图 ３ 新型电路拓扑 ｒ ｏ ｏ ｓ ｅ ｄ ｎ ｅ ｗ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｔ ｏ ｏ ｌ ｏ ３ Ａ Ｆ ｉ ． ｐ ｐ ｐ ｇ ｙ ｇ
本文电路拓扑工作模式如图 ４ 所示 。 电网电压 开关 开关 Ｓ 正半周期内 ， 开关 Ｓ ６ 和开关 Ｓ ４ 导 通， ２、 开关 Ｓ Ｓ ３ 和 开关 Ｓ ５ 关 断， １ 采用正 弦 脉 宽 调 制 （ 控制其导通或关断 。 当开关 Ｓ 光 Ｓ ＰＷＭ） １ 导通时 ， ， （ ） 。 两 端 伏系统 寄 生 电 容 Ｃ 电 压 为 如 图 所 示 ０ ４ ａ ｖ ｐ 光伏系统寄生电容 Ｃ 当开关 Ｓ ｖ两 端 电 压 １ 关断时 ， ｐ （ ） 。 ， 仍保持为 ０， 如图 ４ 所示 电网电压负半周期内 ｂ 开关 Ｓ 开关 Ｓ 开关 Ｓ ３ 和开关 Ｓ ５ 导通 ， １、 ４ 和开关 Ｓ ６ 关断 。 开关 Ｓ ＰＷＭ 控制其导通或关断 。 当 ２ 采用 Ｓ ， 导通时 开关 Ｓ 光 伏 系 统寄生电容 Ｃ ｖ两 端 电 压 为 ２ ｐ ） 电网电压 ， 如图 ４（ 所示 。 当开关 Ｓ 光伏 ｃ ２ 关断时 ， 系统寄生电容 Ｃ 如图 ｖ两端电压仍保持为电网电压 ， ｐ （ ） 。 ， 所示 值得注 意 的 是 电 网 电 压 频 率 远 低 于 光 ４ｄ 伏系统开关频率 ， 因此 ， 低频电网电压对漏电流影响 ［ ７］ 。 可近似忽略 图 ５ 所示为本文电路拓扑的调制策略 。 其中任 工作于高频模式 ， 意时刻只有一个开关 （ 其 Ｓ １ 或Ｓ ３） ， ， ， ） （ 。 余开关 Ｓ ２ Ｓ ４ 研制与开发 · 郭小强 ， 等 六开关光伏并网逆变器共模漏电流抑制方法
半周期为 ０， 整个工作 下半周期呈低频 ５ ｚ变化 ， ０Ｈ 周 期 内， 寄 生 电 容 两 端 电 压 不 含 高 频 分 量。 根 据 （ ／ ） 可知 ， 本文提出的电 路 拓 扑 可 以 有 ｉ ＝Ｃ ＵＣｐ ｔ ｄ ｖ ｄ ｐ ｖ 效抑制漏电流 。
得到有效抑制 。 根据 然 而， 当Ｌ １ ≠Ｌ ２ 即 电 感 值 不 匹 配 时， ） ） 式（ 至式 （ 可知 ， 整个工作周期内寄生电容两端 １ ４ 电压随着工作状态而改变 。 图 ２ 给出了电感值不匹 配时的光伏系统寄生电容电压 。
２ 电路拓扑及工作原理
为了 解 决 上 述 问 题 ， 本文提出一种如图３所示 。 ， 的新型电路拓扑 图 中 Ｓ 辅 Ｓ Ｓ Ｓ １， ２， ３， ４ 为 主 开 关， 助开关 Ｓ ５ 和二极 管 Ｄ １ 串联后并联在滤波电感 Ｌ １ 两端 ， 辅助开关 Ｓ ６ 和二极管 Ｄ ２ 串联后并联在滤波 电感 Ｌ ２ 两端 。
（ ） １
— １ １ — ０
（ ） ０ １ ４， ３ ８ １ ４ ２
当Ｓ 电流经 Ｓ １ 和Ｓ ４ 关 断 时， ６ 及Ｓ ５ 反并联二 极管续流 ， 此时寄生电容 Ｃ ｖ 两 端 电 压 Ｕ２ 等 于 开 关 ｐ 即 Ｓ ４ 压降和电感 Ｌ ２ 两端电压之和 ，
电压中含有高频开关分量 ， 由 由图 ２ 可以看出 ， ／ ） 可知 ， 光伏系统共模电流 将 受 到 很 ｉ ＝Ｃ ＵＣｐ ｔ ｄ ｄ ｖ（ ｐ ｖ 大影响 。 值得 注 意 的 是 ， 上述研究对象是传统交流旁路 六开关拓扑 ， 对于其 他 直 流 旁 路 或 交 流 旁 路 拓 扑 也 存在同样的问题 。 因 此 ， 电感不对称情况下的漏电 流抑制问题有待进一步研究 。
Ｕｄ Ｕｄ Ｅ Ｅ （ ） ＝ ２ ＵＣｐ ＝ Ｌ － ２－ ｖ Ｌ１ ＋Ｌ Ｌ ２ ２ ２ １ ＋１ Ｌ ２ 电网电压 负 半 周 期 内 ， 开关 Ｓ Ｓ ６ 关 断、 ５ 导 通、 。 ， 当Ｓ Ｓ ２ 和Ｓ ３ 采用高频调制 ２ 和Ｓ ３ 导通时 寄生电 两端电压 等于电感 两 端电压和电网电 容Ｃ Ｕ Ｌ ｖ ３ １ ｐ 压之和 ， 即 Ｌ２ Ｅ －Ｕｄ Ｅ＋Ｕｄ Ｌ １ （ ） ＵＣｐ ＝Ｅ－ Ｌ ３ １＝ ｖ Ｌ Ｌ Ｌ １＋ ２ ２ １＋ Ｌ １ ， 当Ｓ 和 关 断 及 时 电 流 经 Ｓ Ｓ Ｓ ２ ３ ５ ６ 反并联二 极管续流 ， 此时寄生电容 Ｃ ｖ 两 端 电 压 Ｕ４ 等 于 开 关 ｐ 即 Ｓ ４ 压降和电感 Ｌ ２ 两端电压之和 ， Ｕｄ Ｕｄ Ｅ Ｅ （ ） ＵＣｐ ＝ Ｌ － ＝ ４ ２－ ｖ Ｌ１ ＋Ｌ ２ Ｌ１ ２ ２ ＋１ Ｌ ２ 根据式 （ 至式（ 可 知， 当Ｌ １） ４） １ ＝Ｌ ２ 即电感值 匹配时 ， 整个工作周 期 内 光 伏 系 统 寄 生 电 容 两 端 电 ／ （ 寄生电容电压只含直流分量 为 压 ＵＣｐ ２， Ｅ－Ｕｄ ） ｖ ／ ／ 不含高频分量 。 根据 漏 电 ２ 和低频分量 Ｅ ２， －Ｕｄ ／ ） 可知 ， 系统共模电流可以 流表达式ｉ ｄ ｄ ＝Ｃ ＵＣｐ ｔ ｖ（ ｐ ｖ
０ 引言
由于 非 隔 离 型 光 伏 发 电 系 统 具 有 体 积 小 、 成本 低和效率高等特点 ， 其应用日益受到人们的关注和 １］ 。 重视 ［ 国内外学者进行了大量有关非隔离型光伏发电 技术理论与实验方面的研究 。 其中漏电流抑制问题 ］ ２ ６ － 。目前常见的漏电流抑 是目前的研 究 热 点 之 一 ［ 制方 法 主 要 包 括 交 流 旁 路 法 和 直 流 旁 路 法 。 文 ］ 献［ 提出在单相全桥电路交流侧加入辅助开关构 ７ 成续流回路 ， 在实现 单 极 性 调 制 的 同 时 保 证 共 模 电 ］ 压恒定 ， 从而达到抑制漏电流的目的 。 文献 ［ 提出 ８ 在直流侧引入辅助开关 ， 不仅可以实现单极性调制 ， 还可以有效抑制漏电流 。 然而上述解决方案有效的 前提是滤波电感 值 匹 配 。 当 电 感 值 不 匹 配 时 ， 系统 漏电流抑制能力 下 降 。 实 际 应 用 中 ， 由于电感制作 工艺 、 外部环境变化和工作状态等因素影响 ， 导致电 ［ ９］ 很 难 做 到 电 感 值 完 全 匹 配。因 此 电 感 感值变化 ， 不 匹 配 时， 系统漏电流抑制问题有待进一步研 １ ０］ 。 究［ 为了 解 决 上 述 问 题 ， 本文提出一种六开关拓扑 及控制方法 ， 采用开关旁路电感策略 ， 保证光伏系统 ， 寄生电容两端电压 不 含 高 频 分 量 从 而 实 现 漏 电 流 的有效抑制 。
为了 有 效 抑 制 漏 电 流 ， 基本目标是减小寄生电 容两端电压变化率 ， 保证寄生电容 Ｃ ｖ两端电压不含 ｐ 高频分量 。 下面分析 ４ 种不同工作状态下寄生电容 电压值 。 根据表 １ 可 知 ， 电 网 电 压 正 半 周 期 内， 开关 Ｓ ５ 关断 、 Ｓ Ｓ ＵＣｐ ６ 导 通、 １ 和 Ｓ ４ 采 用 高 频 调 制。 表 中： ｖ 为系统 寄 生 电 容 Ｃ ＯＮ 代 表 开 关 导 通 ， ｖ两 端 电 压 ； ｐ Ｆ 代表开关关断 。 Ｏ Ｆ
图 ５ 电路调制方式 ｏ ｆ ｒ ｏ ｏ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｌ ｏ ５ Ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ Ｆ ｉ ． ｐ ｐ ｐ ｇ ｙ ｇ ｙ ｇ
相对于传统 Ｈ 本文提 出 ６ 拓扑 ， 值得注意的是 ， 的拓扑增加了两个 二 极 管 ， 其目的是为了避免电流 反向流动 。 实际应 用 中 为 了 避 免 器 件 过 多 ， 可采用 ） ， （ 逆阻绝缘栅双极型晶体管 Ｉ Ｂ Ｔ 此时可省去两 个 Ｇ １ １］ 。另一方 额外的 二 极 管 ， 还 可 以 减 小 导 通 损 耗［ 面， 由于正半周期或 负 半 周 期 只 有 一 个 电 感 进 行 滤 ， 波 相对于传统 Ｈ ６拓扑两个电感一起进行滤波的 情况 ， 本拓扑电感利用率较低 ， 实际应用中可采用耦 １ ２］ 。最 合电感 提 高 电 感 利 用 率 ， 以 提 高 功 率 密 度［ 后， 针对传统方案中 寄 生 电 容 电 压 受 电 感 值 不 匹 配 因素影响的问题 ， 本文提出的拓扑基于电感旁路思 想， 因此不受电感值不匹配因素的影响 ， 这是本文拓 扑区别于传统直流旁路拓扑和交流旁路拓扑最大的 特点 。
表 １ 传统电路的开关状态与寄生电容电压 ｂ ｌ ｅ １ Ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｅ ｄ ｒ ｏ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ Ｔ ａ ｇ ｇ ｐ ｙ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｐ
Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｏ ＯＮ ＯＮ Ｏ ＯＮ Ｏ Ｕ３ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ＯＮ Ｏ Ｕ４
当Ｓ 等于电感 Ｌ ＵＣｐ １ 和 Ｓ ４ 导 通 时， ２ 两端电 ｖ 压， 如下式所示 ：
Ｅ－Ｕｄ Ｕｄ Ｅ － ＵＣｐ ＝ Ｌ ２＝ ｖ Ｌ Ｌ Ｌ１ Ｌ １＋ ２ １ ＋１ ＋１ Ｌ Ｌ ２ ２
为了 便 于 理 解 漏 电 流 抑 制 的 基 本 原 理 ， 首先简 。 要回顾传统解决方案 图 １ 所示为传统交流旁路六
；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ０ ４ ３ ０ ０ ８ ２ ７ ２ ０ １ ３ ２ ０ １ ３ － － － － ；高 等 学 校 博 士 学 国家自然科 学 基 金 资 助 项 目 （ ５ １ ３ ０ ７ １ ４ ９） ； 科点专项科研基金资助项目 （ 中国博士后 ２ ０ １ ３ １ ３ ３ ３ １ ２ ０ ０ １ ６） ） 。 科学基金资助项目 （ ２ ０ １ ４Ｍ ５ ５ １ ０ ５ ０
开关电路拓扑 ， 其 中： Ｃｐ ｖ为 光 伏 电 池 板 对 地 寄 生 电 容； Ｕｄ 为直流母线电压 ； Ｅ 为电网电压 。
图 １ 传统六开关电路拓扑 Ｆ ｉ ． ｓ ｗ １ Ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｘ ｉ ｔ ｃ ｈ ｔ ｏ ｏ ｌ ｏ － ｇ ｐ ｇ ｙ
） （ 电力电子节能与传动控制河北省重点实验室 ，燕山大学 ，河北省秦皇岛市 ０ ６ ６ ０ ０ ４
摘要 ：为了解决非隔离型光伏发电系 统 中 的 漏 电 流 问 题 ， 提 出 一 种 六 开 关 拓 扑 及 控 制 方 法。 采 用 开关旁路电感策略 ， 解决了传统六开关光伏并网逆变器共模电压受电感值匹配因素影响的问题 ， 保 证光伏系统寄生电容两端电压不含高频分量 。 通过理论分析 和 仿 真 研 究 的 方 法 ， 对提出的六开关 拓扑及控制进行了验证 。 研究结果表明 ， 所提出的拓扑及控制方法可以实现漏电流的有效抑制 。 关键词 ：光伏发电 ；并网逆变器 ；非隔离型 ；共模漏电流