一种抑制非隔离型光伏系统漏电流的调制策略的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光伏发电技术领域，尤其是一种抑制非隔离型光伏系统漏电流的调制 策略。
【背景技术】
[0002] 光伏发电系统由于其高额的成本，使光伏总发电量相对其他常见的能量资源较 小。降低光伏系统成本，提高效率成为关键，其中一种降低成本的方法就是不使用变压器， 由于非隔离型光伏逆变器和电网无电气隔离，会形成具有较低阻抗的漏电流循环路径，产 生的漏电流不仅会引起电磁干扰、并网电流的崎变等问题，同时也会对设备和人身安全造 成危害。国内外解决非隔离型逆变器输出共模电流问题的方法主要有硬件方法和软件方法 两类。硬件方法通过在逆变器输出端增加滤波器来滤除共模电压，或者采用改进的拓扑结 构，运类方法缺点是：添加硬件增加了逆变器的体积和重量，控制系统设计复杂，同时需要 对所用滤波器或变压器的参数进行重新设计，降低了系统的可靠性。软件方法从控制策略 入手，在不增加其他元件的情况下，采用适合的脉宽调制技术来降低共模电流。
[0003] H桥级联多电平逆变器电路是由多个两电平H桥逆变器结构单元串联构成的，运 种逆变器具有设计灵活、易于模块化、容易扩展、直流侧的直流电源相互独立、更适合高功 率、高电压电路、逆变器的输出电平数可更加灵活等诸多优点，基于上述特点，皿-CMI应用 于较大功率光伏并网系统中具有一定的优势。如何WH桥级联多电平逆变器电路为基础并 采用软件抑制非隔离型光伏系统漏电流是目前迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、效率高、成本低的抑 制非隔离型光伏系统漏电流的调制策略。
[0005] 本发明解决其技术问题是采取W下技术方案实现的：
[0006] -种抑制非隔离型光伏系统漏电流的调制策略，将H桥级联光伏系统分为前半 周期工作模式和后半周期工作模式，并按下述步骤处理：
[0007] 步骤1、前半周期工作模式
[0008]在前半周期工作模式下，逆变器输出电压为0、-Vpv和-2化V，其中，下级开关状态 是保持不变的，开关Szi和开关S24关断，开关S23和开关S22开通，考虑上级H桥的开关状态， 载波与调制波的关系分为=种：
[000引 （1)当Vl〉Vref<V2时，开关S11和开关SM开通，开关S。和开关S12关断，ValNl=Vpv,VblNl= 0,Valbl= +Vpv,Va2b2= -Vpv;
[0010] 似当Vl〉V。f〉V2时，开关Sl4和开关S。开通，开关S。和开关S。关断，ValNl=0， VblNl= 0,Valbl= 0,Va2b2= -Vpv;
[0011] 做当Vl<Vref〉V2时，开关Sl3和开关Sl巧通，开关S。和开关Sl4关断，ValNl=0， VblNl=+VPV，Valbl=-VPV，Va2b2=-VPV;
[0012] 步骤2、后半周期工作模式
[0013] 在后半周期工作模式下，逆变器输出电压为0、+Vpv和巧化V，其中上级开关状态 是保持不变的，开关Sii和开关S14开通，开关S13和开关S12关断，只考虑下级H桥的开关状 态，载波与调制波的关系分为=种：
[0014] (1)当Vl〉Vref<V2时，开关S 23和开关S 22开通，开关S 2郝开关S 24关断，ValNl= Vpv, VblNl二0, V a2N2二+V PV, Vb2N2二+V PV，Va2b2二-V PV;
[001引似当Vi〉Vref〉V2时，开关S 21和开关S 23开通，开关S 24和开关S 22关断，ValNl= Vpv, VblNl二0, Va2N2二+V PV，Vb2N2二+Vpv, Va2b2二0 ;
[001引做当Vi<Vref〉V2时，开关S 21和开关S 24开通，开关S 23和开关S 22关断，ValNl= Vpv, VblNl二0, Va2N2二+V PV，Vb2N2二0, Va2b2二+V PV;
[0017] 其中，Vi和Vz分别表不调制后的载波电压，Vpv表不光伏电池板输出电压，Vref表 示调制后的调制电压，V。?，Vbm分别表示上级H桥桥臂中点a i、bi到参考点Ni的电压， Va2W2,VbW2分别表示下级H桥桥臂中点a2、b剧参考点N2的电压，V。1心Va2b康示上级H桥和 下级H桥桥臂中点ai、bi和曰2、b2之间的电压，开关S。，Sw Si3, Si2表示上级H桥的各开关 元件，Szi,S24,S23,S22表示下级H桥的各开关元件。
[0018] 而且，所述H桥级联光伏系统为两单元H桥级联光伏系统。
[0019] 本发明的优点和积极效果是：
[0020] 1、本发明W H桥级联多电平逆变器为基础，在不改变系统结构、不增加系统成本 的前提下，从调制策略出发，使所需载波个数较传统调制策略减少了一半，大大减少了计算 量，并且使共模电压控制在一定的范围内，达到抑制漏电流的效果。
[0021] 2、本发明W无变压器型逆变器为基础，其系统结构简单、效率高、体积小、成本低。
[0022] 3、本发明选择H桥级联多电平逆变器，其具有设计灵活，更适用于高功率、高电压 电路、逆变器输出电压灵活，有利于滤波器体积减小。
【附图说明】
[0023] 图1是H桥级联多电平逆变器电路图；
[0024] 图2是本发明的原理图。
【具体实施方式】
[0025] W下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
[0026] 一种抑制非隔离型光伏系统漏电流的调制策略，是针对非隔离型光伏系统存在漏 电流问题，在不改变系统结构的前提下，采用软件方法，提出一种抑制漏电流的控制方法。 由于传统的调制策略不能较好地对漏电流进行抑制，并且传统调制策略所需的载波随着级 联逆变器单元增多而增加，也会增大计算量。本发明W两单元H桥级联光伏系统为研究对 象，如图1所示，并在传统调制策略的基础上进行改进得到一种新的调制策略，如图2所示， Vl和V2分别表示改进后调制技术的载波，并且载波都在零轴W上，本发明提出的调制策略 下的开关状态及共模电压如表1所示。
[0027]表1
[0028]
[0029] 下面对本抑制非隔离型光伏系统漏电流的调制策略做进一步说明：
[0030] 图1给出了两单元H桥级联光伏系统，分为上下两个H桥单元，Li,Lz为滤波电感， 对每个H桥单元进行分析，根据基尔霍夫定律可得：
[003。Vcm+Vam-VVac= 0 (D
[003引 Vcm+Vbrn+VVa2b2= 0 似
[0033] 由于电网电压对漏电流几乎没有影响，因此忽略V。。，将方程（1)和似相加得：
[0034] 2Vcm+Varn+Vb?-Va2b2= 0 做
[0035] 进而得到共模电压的等式为：
[眶]
(4^
[0037] 本发明提出的调制策略如图2所示，在运种调制策略下，开关状态和共模电压如 表1所示，分为两个工作模式：前半周期和后半周期。
[0038] 1、前半周期（0-T/2)
[0039] 在运种模式下，逆变器输出电压为0, -Vpv, -2化V，其中下级开关状态是保持不变 的，S21，S24关断，S23,S22开通，只考虑上级H桥的开关状态，载波与调制波的关系分为S种：
[0040] (1)当