- 頭條如何實現非隔離型光伏逆變器漏電流的有效抑制？2019-05-10 作者：郭小強、王學惠等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語燕山大學電氣工程學院的研究人員郭小強、王學惠等，以三相六開關三電平光伏逆變器為研究對象，分析電路工作原理，建立系統共模回路模型，對系統共模特性進行研究，并提出調制策略，在實現系統輸出電壓三電平的同時，系統共模電壓保持恒定，從而實現漏電流的有效抑制。
非隔離型光伏逆變器因具有體積小、質量輕、成本低和效率高等特點，受到廣泛關注，具有廣闊的應用前景。由于缺少變壓器隔離，光伏系統和大地之間存在電氣回路，導致系統出現漏電流。漏電流會引起并網電流畸變、電磁干擾等問題，還會造成潛在的人身安全隱患。因此，如何解決非隔離型光伏逆變器漏電流問題具有重要研究意義。
單相非隔離型光伏逆變器已經得到廣泛和深入的研究，然而單相光伏系統大量接入電網會引起電網三相電壓不平衡，因此VDE◆AR◆N_4105標準要求單向系統單機接入容量限制在4.6kV·A以下。另外，三相光伏系統接入電網不會引起電網電壓不平衡問題，還可以提高光伏系統并網容量，具有廣闊的應用前景。
傳統三相兩電平光伏逆變器無法有效抑制漏電流，為了解決該問題，有研究文獻從改進調制策略的角度對系統漏電流問題進行了研究。有研究文獻從改進系統拓撲的角度對系統漏電流問題進行了分析，上述方案均針對三相兩電平拓撲，實際應用中還存在三相三電平拓撲。
與兩電平拓撲相比，三電平拓撲具有開關應力小，輸出波形質量高等優點。三相三電平二極管鉗位型拓撲、飛跨電容鉗位型拓撲和級聯型拓撲是目前應用較為廣泛的三相三電平光伏逆變器拓撲。然而，級聯型拓撲需要多個獨立的輸入源，飛跨電容拓撲和二極管鉗位型拓撲需要采用電容平衡策略維持不同工況下系統運行。
此外，上述三電平電路開關器件數量較多，比如，飛跨電容拓撲需要12個開關管和3個飛跨電容，二極管鉗位型拓撲需要12個開關管和6個鉗位二極管，增加了系統開關器件的數量和開關隔離驅動輔助電路，且電路存在橋臂直通過電流的風險，降低了系統可靠性。
此外，上述三電平拓撲由于開關數量較多，需要復雜的調制策略協調系統開關狀態實現漏電流的抑制。因此，開關數量少、可靠性高并且可以有效抑制漏電流的三相三電平光伏逆變器及其調制策略有待進一步研究。
燕山大學電氣工程學院的研究人員郭小強、王學惠等，以三相六開關三電平光伏逆變器為研究對象，分析電路工作原理，建立系統共模回路模型，對系統共模特性進行研究，并提出調制策略，在實現系統輸出電壓三電平的同時，系統共模電壓保持恒定，從而實現漏電流的有效抑制。此外，對電感繞組電流斷續引起的問題進行分析并提出相應的解決方案。最后在TMS320F28335 DSP+XC3S400 FPGA數字控制硬件實驗平臺上對提出方案進行實驗，結果驗證了提出方案的有效性。相關研究成果發表在2018年第14期《電工技術學報》。
圖1 三相六開關三電平逆變器
（原文標題“三相六開關三電平光伏逆變器漏電流抑制”，DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170066）
