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一种中点共模注入功率解耦电路

中国电机工程学报 2022年第11期42卷 4177-4188页

作者：章勇高樊越刘鹏付伟东迮思源华东交通大学江西省南昌市330013

单相逆变器在许多领域有着广泛的应用,但存在固有的二倍频问题,二倍频波动易造成系统不稳定。文中提出一种中点共模注入功率解耦电路,该拓扑优点在于无需额外开关器件,仅利用H桥逆变器两侧原有支撑电容和滤波电容,即可缓冲二倍频功率。... 详细信息

单相逆变器在许多领域有着广泛的应用,但存在固有的二倍频问题,二倍频波动易造成系统不稳定。文中提出一种中点共模注入功率解耦电路,该拓扑优点在于无需额外开关器件,仅利用H桥逆变器两侧原有支撑电容和滤波电容,即可缓冲二倍频功率。整个解耦控制算法简单,易于在单相差分逆变器中实现。另一个特点在于该拓扑仅利用交流侧滤波电容和直流侧支撑电容中点相连构造半桥型差分逆变器结构,交流侧电容能正负运行,同时减小了解耦电容耐压值。半桥结构不仅提高了电容利用率,在电容的选择上也促进了功率密度提高。仿真和实验结果进一步证明该方法有效的抑制直流侧二倍纹波脉动,同时数据证明该拓扑解耦后能有效的提高系统效率。

关键词：二倍频单相逆变器解耦电容

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全碳化硅辅助变流器功率回路振荡问题

电工技术学报 2021年第S02期36卷 619-626页

作者：余宝伟郭希铮部旭聪刘伟志游小杰北京交通大学电气工程学院北京100044 北京纵横机电科技有限公司北京100081

以SiC MOSFET替代传统的Si IGBT,可获得更高的开关频率和更低的损耗,但高di/dt造成SiC MOSFET结电容和寄生电感谐振,从而引发高频振荡和过冲电压等问题。该文在充分考虑系统寄生参数的基础上,对于SiC MOSFET关断振荡建立小信号模型,推... 详细信息

以SiC MOSFET替代传统的Si IGBT,可获得更高的开关频率和更低的损耗,但高di/dt造成SiC MOSFET结电容和寄生电感谐振,从而引发高频振荡和过冲电压等问题。该文在充分考虑系统寄生参数的基础上,对于SiC MOSFET关断振荡建立小信号模型,推导解耦电容对于线路寄生电感完全解耦的条件,并在频域上对高频振荡和低频振荡进行分析。在此基础上,该文针对功率回路存在的低频振荡问题,提出一种低频振荡谐振分析模型,建立阻抗分析网络对低频谐振电流进行计算。最后通过仿真和实验结果验证了关断振荡分析以及谐振电流解析的准确性,并对系统参数设计提供了指导意见。

关键词： SiC MOSFET 关断振荡谐振电流解析法解耦电容

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两级式光伏并网逆变器的非线性控制系统设计

现代电子技术 2018年第12期41卷 108-110,114页

作者：于国庆段高磊河北科技大学河北石家庄050018

传统两级式光伏并网逆变器控制策略存在系统无效损耗过大、系统控制效率低下等问题。为了有效解决此问题,设计新型两级式光伏并网逆变器的非线性控制系统。通过系统结构设计、光伏并网逆变器非线性控制进网电流环设计、非线性控制系统... 详细信息

传统两级式光伏并网逆变器控制策略存在系统无效损耗过大、系统控制效率低下等问题。为了有效解决此问题,设计新型两级式光伏并网逆变器的非线性控制系统。通过系统结构设计、光伏并网逆变器非线性控制进网电流环设计、非线性控制系统直流母线电压环设计,完成系统硬件设计。通过两级式光伏非线性控制侧功率解耦电容设计、系统母线电容设计、系统Boost电感设计,完成系统软件设计。模拟新型系统运行环境,设计对比实验结果表明,与传统两级式光伏并网逆变器控制策略相比,新型系统能有效控制无效损耗,大幅提升系统控制效率。

关键词：两级式光伏并网逆变器控制系统进网电流环母线电压环解耦电容 Boost电感

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基于光伏并网反激式微逆变器的功率解耦研究

可再生能源 2013年第7期31卷 6-10页

作者：伍魏何宁陈超波高嵩西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021

针对光伏并网系统中二次功率扰动的问题,在基于交错并联反激式微逆变器的基础上,提出了一种功率解耦电路拓扑结构。解耦电路以储能和释能两个工作模式工作,使输入功率和输出功率达到瞬时动态的平衡,消除二次功率的扰动。这种拓扑结构能... 详细信息

针对光伏并网系统中二次功率扰动的问题,在基于交错并联反激式微逆变器的基础上,提出了一种功率解耦电路拓扑结构。解耦电路以储能和释能两个工作模式工作,使输入功率和输出功率达到瞬时动态的平衡,消除二次功率的扰动。这种拓扑结构能大大地减少解耦电容值,从而只需要较小的电容来代替电解电容,提高了微逆变器的整体寿命。仿真试验验证了该解耦电路和控制策略的正确性和稳定性。

关键词：反激式微逆变器二次功率扰动解耦电容薄膜电容

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微型光伏并网逆变器的研究与设计

微型光伏并网逆变器的研究与设计

作者：胡咸兵安徽工业大学

学位级别：硕士

与传统化石能源相比,光伏发电具有清洁、无污染、可再生等优点。其中,微型光伏并网逆变器在众多太阳能发电装置中得到了广泛的应用。传统微型光伏并网拓扑主要采用高频变压器隔离来抑制共模电流,然而这种方式容易引起变压器饱和、系统... 详细信息

与传统化石能源相比,光伏发电具有清洁、无污染、可再生等优点。其中,微型光伏并网逆变器在众多太阳能发电装置中得到了广泛的应用。传统微型光伏并网拓扑主要采用高频变压器隔离来抑制共模电流,然而这种方式容易引起变压器饱和、系统效率降低等问题。因此,本文设计了一种新型非隔离微型光伏并网发电拓扑,在实现并网的同时,能够有效抑制共模电流,并通过改善控制策略降低解耦电容容量。主要内容包括:第一,分析了光伏发电的基本原理,并建立了光伏电池组件的数学模型。同时,详细分析了光伏发电系统最大功率点跟踪的控制方式。第二,设计了一种新型非隔离光伏并网逆变器拓扑,对该拓扑结构的工作原理进行了分析。其次,通过MATLAB仿真论证了该结构对共模电流具有良好的抑制作用。此外,通过在钳位通道中引入一个小功率电阻,进一步改善了该拓扑结构对共模电流的抑制效果。第三,提出了一种新型光伏并网逆变器控制策略,通过MATLAB仿真论证了该控制方式对稳定中间直流侧电压、降低解耦电容容量具有重要作用。此外,若采用比例谐振(PR)控制去跟踪特定频率的正弦信号,此时因其开环增益为无穷大,能够实现实时无静差跟踪。因此,本文并网电流内环采用PR控制。第四,在理论分析与仿真的基础上,对系统进行了软硬件设计以及并网实验。通过对仿真波形与实验波形的分析,论证了上述理论的正确性与实践方案的可行性。

关键词： MPPT 共模电流逆变器功率控制解耦电容

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非隔离光伏并网逆变器的研究与设计

非隔离光伏并网逆变器的研究与设计

作者：戴东亚安徽理工大学

学位级别：硕士

在传统化石能源短缺和环境恶化的情况下,迫切需要寻找一种新能源来代替传统的能源。光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心,其拓扑结构和并网技术直接决定了光伏并网发电系统发电效率和电能质量。传统的拓扑主要采用高频变压器隔离来抑... 详细信息

在传统化石能源短缺和环境恶化的情况下,迫切需要寻找一种新能源来代替传统的能源。光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心,其拓扑结构和并网技术直接决定了光伏并网发电系统发电效率和电能质量。传统的拓扑主要采用高频变压器隔离来抑制共模电流,但是会造成系统转换效率降低以及变压器饱和问题。对于普通H4桥拓扑结构,能有效的抑制共模电流,但输出电压只有两种形式,这样会导滤波装置电流波动较大,从而导致电感增大,影响系统成本和效率的降低。Heric结构抑制共模电流效果最好,开关器件较少,成本低,但5个开关器件均为高频开关,损耗较大。H5拓扑结构开关器件少并只有3个高频开关器件,但共模电压的稳定要依赖于开关器件参数。本文根据以上几种拓扑的优缺点进行改进,设计出一种非隔离新型拓扑结构,来解决传统光伏并网逆变器存在的一系列问题。本文首先介绍了光伏发电的基本原理,以及对光伏阵列的建模和工程计算方法的分析,并同时详细分析了MPPT的控制方式。随之对传统并网逆变器的拓扑结构进行分析研究,通过仿真软件对传统几种拓扑结构抑制共模电流的效果进行对比。之后根据传统的拓扑结构的优缺点进行改进,并设计出一种非隔离新型拓扑结构,针对于该拓扑结构的工作原理进行详细分析,并发现在钳位通路中增加一个钳位电阻,可以增强共模电流抑制的效果。其次对非隔离型光伏并网逆变器控制策略进行研究,分别绘制出基于PI和PR控制策略下的Bode图,从对比结果中本文选择基于PI控制的并网电流技术策略,之后通过MATLAB仿真验证不仅可以很好的抑制共模电流,还能稳定中间直流侧电压。最后通过理论和仿真验证,对该光伏并网发电系统的软硬件进行设计,主要对主电路、驱动电路、采样电路设计以及对软件系统的主程序和中断子程序设计,并介绍了SPWM调制的实现。根据上述研究,本文设计了一种非隔离新型拓扑结构,不仅解决了变压器饱和问题,还减少高频开关器件以及逆变效率低问题。并在钳位通路中增加一个钳位电阻,还可以大大提高抑制共模电流效果。最后搭建了整个光伏发电系统模型,通过仿真结果进一步验证了其设计的准确性和实用性。

关键词：光伏发电并网逆变器共模电流并网电流解耦电容

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单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路研究

电气技术 2022年第1期23卷 42-48+55页

作者：彭寥廓陈艳慧福州大学电气工程与自动化学院

单相逆变器输入电流低频纹波抑制是燃料电池及光伏电池发电系统亟需解决的问题。本文深入研究单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路拓扑及其输入电流低频纹波抑制策略,给出控制参数、关键电路参数设计准则和实验波形。该电路拓扑中有... 详细信息

单相逆变器输入电流低频纹波抑制是燃料电池及光伏电池发电系统亟需解决的问题。本文深入研究单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路拓扑及其输入电流低频纹波抑制策略,给出控制参数、关键电路参数设计准则和实验波形。该电路拓扑中有源功率解耦电路位于全桥逆变器输出侧,与全桥逆变器共用输出滤波电感与电容,通过在输出滤波电容上叠加直流电压和低频偶次谐波电压实现逆变器功率解耦,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向直流侧传递的路径。理论和实验结果验证了这种方法的有效性和可行性。

关键词：单相逆变器源功率解耦低频纹波解耦电容