[发明专利]一种非隔离三相光伏并网逆变器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非隔离三相光伏并网逆变器及其控制方法。 

背景技术

为解决能源危机、防治环境污染，太阳能作为清洁能源之一受到了世界各国的共同关注，光伏发电技术是实现太阳能有效利用的重要途径。光伏发电系统一般采用逆变器作为输出接口连接电网，传统光伏逆变器系统采用隔离型拓扑结构，通过工频变压器或高频变压器来实现电压调整和电气隔离。然而，工频隔离变压器存在重量大、体积大，价格昂贵等缺陷，而高频变压器虽然减小了体积和重量，但整个电路结构比较复杂，导致系统整机效率较低。因此，无变压器的非隔离型光伏并网逆变器成为研究热点，去掉隔离变压器，可减小光伏逆变器系统的体积和重量，降低成本，并可使系统整体效率得到一定改善。但去掉变压器之后，光伏电池阵列对地寄生电容与直流母线、逆变器、电网、大地构成一个共模回路，逆变器的高频开关动作会导致该寄生电容上的电压发生高频跳变。该电压被称为共模电压，共模电压的高频变化会引发寄生电容频繁的充放电，从而形成共模电流，也称之为漏电流，该漏电流的存在会增加逆变器输出电流谐波含量，增大电磁干扰，从而降低电能质量，引发电网畸变，造成不必要的功率损失等。如果人体位于这一共模回路中，漏电流还会对人身安全构成威胁，因此有必要采取措施抑制漏电流。 

巴西学者Cavalcanti等人2010年在IEEE Transactions on Industrial Electronics发表文章《Modulation techniques to eliminate leakage currents in transformerless three-phase photovoltaic systems》，该文章指出传统三相并网逆变器拓扑和调制方法将导致系统出现较大的漏电流，并提出一种空间矢量调制方法，采用特定3个非零矢量合成参考矢量以保证系统共模电压恒定，从而达到抑制系统漏电流的目的。但该方法直流电压利用率很低，开关管的电压应力较 高。Vazquez等人在ISIE2010国际会议发表文章《A photovoltaic three-phase topology to reduce common mode Voltage》，该文章提出通过安装辅助开关的方式来减小共模电压，但该电路只能减小共模电压，无法实现共模电压恒定。文献《Eliminating Leakage Currents in Neutral Point Clamped Inverters for Photovoltaic Systems》提出一种三相二极管钳位多电平光伏并网逆变器空间矢量调制方法，可以实现系统共模电压恒定，但其空间矢量调制方法较为复杂，同时该电路存在桥臂直通的问题，开关必须加入死区，而死区的存在将引发并网电流畸变，影响光伏逆变器并网效率和电能质量。 

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够有效抑制高频共模电压和漏电流的非隔离三相光伏并网逆变器及其控制方法。 

为了实现上述目的，本发明的目的之一是采用如下技术方案：