理选取，本实施例选用的高频开关频率为16kHz，其调制方法如附图2所示。
[0024]图3-图6中分别给出了本发明所述逆变电路的四种工作状态，箭头方向即为逆变电流方向。
[0025]图3和图4分别为光伏并网系统中高效低漏电流的七开关光伏并网逆变器在电网电压正半周期的工作原理示意图，第一、四、五、六开关管S1、S4、S5、S6由高频调制信号触发控制，同时导通和关断，第七开关管S7则由与其互补的高频调制信号触发控制。
[0026]电网电压正半周时的功率传输阶段，如图3所示，此阶段:第一、四、五、六开关管
51、S4、S5、S6同时导通，第七开关管S7关断，电流流经直流侧正极，第五开关管S5、第一开关管S1、第一滤波电感L1、交流侧电网、第二滤波电感L2、第四开关管S4、第六开关管S6、直流侧负极，直流侧输出电流至交流侧，所述拓扑的共模电压为Udc/2。
[0027]电网电压正半周时的续流阶段，如图4所示，此阶段:第一、四、五、六开关管S1、S4、S5、S6同时关断，第七开关管S7导通、电流流经第七开关管S7、第二开关管S2的反并联二极管、第一滤波电感L1、交流侧电网、第二滤波电感L2、第三开关管S3的反并联二极管，所述拓扑的共模电压为Udc/2。
[0028]图5和图6分别为光伏并网系统中高效低漏电流的七开关光伏并网逆变器在电网电压负半周期的工作原理示意图，第二、三、五、六开关管S2、S3、S5、S6由高频调制信号触发控制，同时导通和关断，第七开关管S7则由与其互补的高频调制信号触发控制。
[0029]电网电压负半周时的功率传输阶段，如图5所示，此阶段:第二、三、五、六开关管
52、S3、S5、S6同时导通，第七开关管S7关断，电流流经直流侧正极，第五开关管S5、第三开关管S3、第二滤波电感L2、交流侧电网、第一滤波电感L1、第二开关管S2、第六开关管S6、直流侧负极，直流侧输出电流至交流侧，所述拓扑的共模电压为Udc/2。
[0030]电网电压负半周时的续流阶段，如图6所示，此阶段:第二、三、五、六开关管S2、S3、S5、S6同时关断，第七开关管S7导通，电流流经第七开关管S7、第四开关管S4的反并联二极管、第二滤波电感L2、交流侧电网、第一滤波电感L1、第一开关管SI的反并联二极管，所述拓扑的共模电压为Udc/2。
[0031]根据上述具体实施方案，仿真出本发明逆变器拓扑流入电网的电流波形和光伏并网发电系统的漏电流波形，理论上来说，四种模态下共模电压恒为Udc/2不变，漏电流应为零，但实际情况受到各种因素影响，如考虑到功率器件的非理想特性的影响，电路中的寄生参数与输出电感等构成电气谐振回路，破坏了共模电压恒定的理论假设，会产生漏电流。由图7可见，进网电流为规整的正弦波，漏电流的值在横坐标O值左右，安规标准中，漏电流不得超出300mA，由图可知，漏电流的峰值在0.08A左右，因此，符合安规标准。
[0032]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围。
【主权项】
1.一种高效低漏电流的七开关光伏并网逆变电路，其特征在于，包括:一个滤波电容Cd。，第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6、第七开关管S7和第一滤波电感L1、第二滤波电感L2; 所述的第五开关管S5的集电极分别与直流源的正极和滤波电容Cd。正极相连，第六开关管S6的发射极分别与直流源的负极和滤波电容Cd。负极相连，第七开关管S7的集电极分别与第五开关管S5的发射极和第一开关管SI的集电极相连，第七开关管S7的发射极分别与第六开关管S6的集电极和第二开关管S2的发射极相连，第一开关管SI的发射极与第二开关管S2的集电极相连，第三开关管S3的发射极与第四开关管S4的集电极相连，第一开关管SI的集电极与第三开关管S3的集电极相连，第二开关管S2的发射极与第四开关管S4的发射极相连，第一滤波电感LI的一端与第一开关管SI的发射极相连，LI的另一端与电网的火线L相连，第二滤波电感L2的一端与第四开关管S4的集电极相连，L2的另一端与电网的中线N相连。2.根据权利要求1所述的高效低漏电流的七开关光伏并网逆变电路，其特征在于:所述开关管为绝缘栅双极型功率管IGBT，或为金属-氧化层-半导体-场效晶体管MOSFET。3.根据权利要求1所述的一种高效低漏电流的七开关光伏并网逆变电路的调制方法，其特征在于:分为以下工作阶段: 在电网电压的正半周期，第一、四、五、六开关管S1、S4、S5、S6由高频调制信号触发控制，同时导通和关断，第七开关管S7则由与其互补的高频调制信号触发控制;逆变电路处于功率输出阶段时，开关管S1、S4、S5和S6导通，开关管S7关断，此时共模电压Ucm = Udc/2;逆变器处于零电压续流阶段时，开关管S1、S4、S5和S6关断，开关管S7导通，此时共模电压保持为 Ucm = Udc/2; 在电网电压的负半周期，第二、三、五、六开关管S2、S3、S5、S6由高频调制信号触发控制，同时导通和关断，第七开关管S7则由与其互补的高频调制信号触发控制;逆变电路处于功率输出阶段时，开关管S2、S3、S5和S6导通，开关管S7关断，此时共模电压Ucm = Udc/2，逆变电路处于零电压续流阶段时，开关管S2、S3、S5和S6关断，开关管S7导通，此时共模电压保持为 Ucm = Udc/20
【专利摘要】本发明公开了一种高效低漏电流的七开关光伏并网逆变电路及其调制方法，属于电力电子领域。包括：一个滤波电容Cdc，七个开关管S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和两个滤波电感L1、L2。所述逆变器拓扑中的七个开关管全部为高频开关，在电网电压的整个周期内，根据给定的开关管驱动信号，控制逆变电路中七个开关管的动作，使得逆变器的共模电压始终保持为Udc/2不变，本发明可以有效抑制逆变器的对地漏电流，具有拓扑结构简单、效率高、调制策略简单等优点，并且该逆变器的开关调制策略能够避免因电网功率波动影响或工作于非单位功率因数而导致的电流波形畸变。适用于无变压器型光伏并网逆变器等对漏电流大小限制较严格的逆变电源系统。
【IPC分类】H02J3/38, H02J3/01
【公开号】CN105656077
【申请号】
【发明人】廖志凌, 丁蔓菁, 崔清华, 许德志
【申请人】江苏大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月22日