关键字 |
| 分布式发电、直流-交流功率转换网格连接转换器,单阶段系统、多级转换器。 |
介绍 |
| 关于谐波失真内容、功率因素和直流分量,网格连接电源的输出电流转换器必须符合电力供应公司的要求。多级转换器一直在研究和开发超过三十年,发现成功的工业应用。然而,这仍是一个正在开发的技术,许多新的贡献和新的商业拓扑已报告在过去的几年里。本文的目的是组织和审查这些最近的贡献,为了建立的当前状态的艺术和趋势科技,为读者提供全面且深刻的多级转换器技术审查和正[1]。本文首先简要概述了完善的面向多级转换器强烈的当前状态的工业应用然后中心讨论新的转换器,进入行业[2]。最近,变换器拓扑采用高频变压器,而不是一个线频率进行了调查,以减少尺寸和重量。高效率和低成本之间的权衡这些架构来说是一个艰巨的任务,因为他们需要几个阶段。另一方面,在低功率应用中,国际标准允许使用的发电功率转换器没有任何电隔离,从而使所谓的无变压器的架构。本文关注使用多级单相转换器拓扑,但为了保持与实际实现中,应用的单相PWM全桥拓扑作为参考。重要的是要注意,在这篇文章中,单相PWM指一个三级的输出电压,其第一开关谐波驻留在开关频率[3]的两倍。 The unipolar PWM is always applied to a full-bridge structure. |
电路拓扑结构 |
| 多级转换器是现在广泛采用的基本思想是直流环节电压可以分成不同的电容,提供中间电压基准电压和直流母线电压水平。许多解决方案关于五级单相拓扑,但考虑到该系统的优势。其操作原理提出了PWM控制详细介绍。 |
提出了单相五水平的解决方案 |
| 该转换器图2.1所示。这个转换器架构,称为代替桥,最初开发结合合适的PWM策略,以保持恒定的输出共模电压的无变压器的逆变器光伏应用。 |
| 在这篇文章中,这个转换器结构用于获得一个单相的5级短时间转换器的应用程序。在稳态条件下,由于低压降的电感低频输出滤波器,转换器的输出电压有一个基本组件非常接近栅极电压。这两个电压的频率相同,而振幅和相位位移只是略有不同。因此,调制指数m的形状的电源转换器非常类似于栅极电压波形(5、6、7)。 |
| 变频器的输出电压可以写成输出电压= mVdc。根据调制指数的值,电源转换器将由不同的脉宽调制策略。事实上,它可以识别四个操作区域,图2.2所示。 |
| 对于每个区域,输出电压水平powerconverter会有所不同,如表所示。 |
提出的变换器模型的操作区域 |
| 建议的解决方案的原理操作显示一整段的栅极电压,即。的调制指数。在正半周期晶体管T1和T4和T2和T3。在区域1中,T5, T6整流在开关频率,而在区域2 T5整流开关频率和T6。在负半周期全桥配置变化,T1和T2和T3和T4。与相似区域1和2,在区域3 T5整流而T6,在区4 T5和T6整流。 |
| 完成一个周期的闸门信号显然是在图3.1。当前路径的方向在正半周期区域1和区域2中所示的数据分别为3.2和3.3。在整个的控制电源开关PWM周期由实线代替,而设备在整个PWM周期分别为不显示在图3.1。 |
| 区域1中晶体管的开关T6改变输出值+ VMP之间提供的低侧电容器见图3.1和0 V在随心所欲的阶段两个二极管D1和D2,强加一个几乎在全桥零电压输出在图3.3所示为每个时间约3 - 5μs死了。 |
| 在区域2 T6和T5改变输出电压的转换从+直流+ VMP见图3.2。类似procedureis负半周期的后区分别为3和4。 |
| 必须注意到,只有一个晶体管开关为每个区。此外,每一个不使用电源开关的反向二极管允许使用场效应管的晶体管 |
仿真模型提出了电路的设计 |
| Grid-tie逆变器设计也迅速从电网断开如果公用电网会下降。这是NEC要求确保在发生停电,网格领带逆变器将关闭防止能量转移伤害任何线工人被送往解决电网。正确配置,一个网格领带逆变器使房屋所有者可以使用另一种像太阳能或风能发电系统没有广泛的重组和没有电池。如果产生另一种力量不足,财政赤字将来自电网。提出了转换器连接到电网的仿真设计在图4.1所示。闭环系统,提出了单相PWM门信号的生成提供了。 |
| 该系统的主要优势是分裂电容电压的平衡根据有功功率的要求需要和可用功率需求和供给数量检查。 |
| 图4.2是门脉冲使用单极货币脉冲宽度调制的脉冲方式代即参考波诗载波脉冲10 kHz频率比较。 |
| 提出五级的输出电压转换器基于全桥转换器添加了两个功率开关和两个二极管连接到直流的中点链接获得的仿真软件模型±400伏特最大峰值和输出波形图4.3所示。 |
| 图4.4描述了转换器电网注入电流的振幅10。波形的形状几乎是自由正弦谐波 |
| 近似分析也比较仿真图4.5所示。电网电流的总谐波失真是4.72%的选择信号5获得使用FFT分析 |
应用程序 |
| 1。功率调节。 |
| 2。电机驱动器。 |
| 3所示。UPS。 |
优势 |
| 1。减少谐波。 |
| 2。更少的EMI。 |
| 3所示。更小和更便宜的过滤器。 |
| 4所示。减少切换功率损失。 |
| 5。功率因数的改善 |
结论 |
| 本文提出了单相满5级桥MC网格连接转换器。转换器拓扑结构使用中点电压的直流环节提供两个输出电压水平,降低开关功率损耗和电磁干扰。为了获得减刑的最低数量最大化效率,使用脉宽调制策略。模拟结果显示描述,提出的可行性转换器架构和MVC的能力来补偿系统的不对称。实验结果表明,建议的解决方案的有效性(THD的好只有4.7%左右。 |
未来的范围 |
| 系统可以开发高水平,可以进一步减少失真。这个项目本身的结构意味着它可以非常简单,非常有效。太阳能发电厂是新兴趋势提取电能。在未来这种设计可能更多的帮助反权力和直接喂给电网。 |
数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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引用 |
- F.-P。曾,G.-H。棕褐色,J.-Z。王,研究。霁,“小说单相五电平电压源逆变器的并联型有源电力滤波器,”PowerElectron。,3卷,不。4,第489 - 480页,2010年7月。
- r·冈萨雷斯·e·Gubia、j·洛佩兹和l . Marroyo“无变压器的单相multilevel-based光伏逆变器,”IEEE反式。Ind.Electron。,55卷,不。7日,第2702 - 2694页,2008年7月。
- d .强烈阵雨g . Buticchi A . s . Crinto g . Franceschini和e . Lorenzani”的新提议减少地面泄漏电流intransformerless光伏电站发电转换器,”Proc。35 IEEEIECON,2009年11月,页4531 - 4536。
- g . Buticchi g·弗兰切斯基尼e . Lorenzani d .强烈阵雨和A . Fratta”小说的薪酬战略实际减刑groundleakage电流减少光伏无变压器的转换器,”Proc。第36 IEEE IECON,2010年11月,页3179 - 3184。
- 问:美,m, l . Liu和j·格雷罗州,“一种新的改进的变步长翻译incremental-resistance MPPT方法对于光伏系统,”IEEETrans。印第安纳州。电子。,卷。58岁的没有。6日,页。2427 - 2434年,2011年6月。
- r . Kadri j。•高柏,g . Champenois“改进的最大值
- 功率点跟踪光伏发电逆变器基于voltage-oriented控制”IEEE反式。印第安纳州。电子。,卷。58岁的没有。1页。66 - 75年,2011年1月。
- 谐波Controlin IEEE推荐的做法和要求电力系统,IEEE标准519 - 1992,1993
- d的田园,p .洋葱,a . Simmons和g·史密斯,”来自多个发电单相逆变器的电能质量,”IEEE反式。PowerDel。,19卷,不。4,第1989 - 1983页,2004年10月。
- r·冈萨雷斯·e·Gubia、j·洛佩兹和l . Marroyo“无变压器的单相multilevel-based光伏逆变器,”IEEE反式。Ind.Electron。,55卷,不。7日,第2702 - 2694页,2008年7月。
- 马林诺夫斯基Kouro, m, k . Gopakumar j .砰,l . Franquelo b . Wu j·罗德里格斯,m . Pandrez和j·莱昂,“最近的进步和工业应用多级转换器”,IEEE反式。印第安纳州。电子。卷,57号2010年8月8日,页。2553 - 2580年。
- js。赖和f . z .彭多级converters-A新型电源转换器,”IEEE反式。印第安纳州,达成。,32卷,不。3、1996年5月,页509 - 517。
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