关键字 |
| 分布式发电,直粱功率转换,短时间转换器,单相系统、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。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、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,从而使所谓的变压器少架构。 |
| 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的两倍。单相PWM总是应用于一个全桥结构。 |
| 多级转换器允许降低变换器输出电压的谐波含量,允许使用较小的和更便宜的输出过滤器。此外,这些转换器通常表现为强烈的减少切换电压在电源开关,允许减少开关功率损耗和电磁干扰。级联全桥允许多个PWM策略,即。、舰载调节或空间矢量的方法。领域的舰载PWM,单极和混合调节可以应用。 |
文献调查 |
| 标题:变压器单相multilevel-based光伏逆变器 |
| 作者:r·冈萨雷斯e . Gubia j·洛佩兹和l . Marroyo |
| 发布:IEEE反式。Ind.Electron。,vol. 55, no. 7, pp. 2694–2702, Jul. 2008 |
| 消除输出变压器从电网连接光伏(PV)系统不仅降低了成本,大小和重量转换阶段,但也增加了系统的整体效率。但是,如果变压器分离,光伏发电机和电网之间的电隔离。这可能导致危险事件的地面故障保护。此外,泄漏电流的流通(共模电流)通过光伏阵列和地面之间的寄生电容会启用。而且,当不使用变压器,逆变器会插入电网直流(dc),生产变压器的饱和的分销网络。而在变压器少系统安全要求可以通过外部元素,泄漏电流和直流注入到电网必须保证拓扑或逆变器的控制系统。 |
| 标题:消除地面电流变压器光伏应用较少 |
| 作者:阿。洛佩兹,f . d . Freijedo a·g·耶佩斯p . Fernandez-Comesaa j . Malvar r . Teodorescu和j . Doval——Gandoy |
| 发布:IEEE反式。能源Convers。,25卷,不。1,第147 - 140页,2010年3月 |
| 对于低功率短时间应用程序,可以使用单相转换器。在光伏(PV)应用程序中,可以消除变压器的逆变器,以减少损失,成本,和大小。电连接的电网和变压器的直流源少系统可以引入额外的地面电流由于寄生电容。这些电流和辐射电磁排放进行公用电网谐波插入,损失。谱和振幅的电流取决于变换器拓扑,切换计划,和谐振电路由theac滤波器,电容,网格和转换器。摘要地面电流在1.5千瓦光伏安装指出在不同条件下,用于构建仿真模型。全桥逆变器的安装包含一个字符串,LCL滤波器和an16光伏面板。这个模型允许研究的影响逆变器的谐波注入电流。 |
| 标题:多级转换器的最新进展和工业应用 |
| 作者:s Kouro马林诺夫斯基m, k . Gopakumar j .砰,l . Franquelo b . Wu j·罗德里格斯,m . Pandrez和j·莱昂 |
| 发布:IEEE反式。印第安纳州。电子。,vol. 57, no. 8, pp. 2553–2580, Aug. 2010 |
| 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。尽管如此,这仍是一个正在开发的技术,许多新的援助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援助,为了建立的当前状态的艺术和趋势技术,为读者提供一个全面、深刻的回顾的多级转换器技术代表和发展方向。本文首先提出了一个简短的总结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,进入这个行业。 |
电路拓扑结构 |
| 提出的拓扑结构的框图 |
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| 框图由多级逆变器的控制信号,结果引发的电网。 |
| 提出五级的单步的解决方案 |
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| 该转换器是图2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在变压器的情况下减少光伏逆变器应用程序。相同的目的,另一个PWM策略代替桥了。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电网电压波形。 |
| 变频器的输出电压可以写成输出电压= mVdc取决于调制指数的值,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,并为每个区域,电源转换器的输出电压水平会有所不同,如表所示。 |
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| 参照示意图,建议的解决方案的行为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。在负半周期全桥更改配置,T1和T2和T3和T4。与相似区域1和2,在T5区3 |
操作模式提出五级的解决方案 |
| 在区域1中晶体管的开关T6变化之间的输出值+ Vmp(提供的下部电容器)和0 V。必须指出的是,只有一个晶体管开关为每个区。 |
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| 此外,每一个电源开关的反平行的二极管是不允许使用场效应管用于所有的晶体管。提出五个级别的闸门信号调制策略。 |
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| 这个选择允许获得最小数量的减刑,但导致VMP电压纹波在同一电网电压的频率。 |
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| 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。 |
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| 在区域2 T6和T5改变输出电压的开关+直流+钢瓶。类似的分析为负半周期,可以重复区3和4。 |
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| 事实上,它可能减少中点电压的脉动+ VMP,但这将意味着更多的T5和T6的减刑。这个选择是躲避为了遵循最大效率。 |
仿真结果 |
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| Fig.10所示模拟调制技术设计实现的MATLAB仿真软件的帮助下脉冲发电机的开放loopis多样。使用模型电网电压和电流THD的水平。 |
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| 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peakpeak和输出波形显示在图11 |
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| 近似分析也比较仿真图12所示。电网电流的总谐波失真是6.43%的选择信号5获得使用FFT分析 |
结论 |
| 本文处理了小说单相短时间转换器的5级解决方案。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。此外,一个有效的平衡控制(即。,实现MVC)。重要的是要注意,5级输出电压保证只有一个联合功率因数操作;否则,转换器只能输出三个电压水平,从而增加拉力和开关损耗。 |
引用 |
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- r·冈萨雷斯·e·Gubia、j·洛佩兹和l . Marroyo变压器单相multilevel-based光伏逆变器,IEEE反式。Ind.Electron。,vol. 55, no. 7, pp. 2694–2702, Jul. 2008.
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