Ｚ源型光伏并網逆變器研究

摘 要：介紹并分析源型光伏并網逆變器的拓撲結構及其工作原理。基于并網逆變器源阻抗網絡的特殊性質，為改善輸出波形質量，減少并網電流諧波，系統省略傳統逆變橋臂的死區設定，通過控制逆變橋臂的直通矢量占空比實現光伏陣列輸出電壓的升壓功能。利用Matlab對逆變器控制系統運行控制模式進行仿真，仿真結果證明理論分析的正確性和有效性。

關鍵詞：源型逆變器；光伏并網；源阻抗網絡；直通矢量；占空比

Research on -Source Grid-connected Photovoltaic Inverter

PAN Jian，HUI Jing，MA haobiao，HAO Ran

(Jiangnan University，Wuxi，214122，China

Abstract：The paper introduces the topology and analyses the operating principle of -source grid-connected photovoltaic inverter.Based on the special characters of -source impedance network in the inverter，the deadtime setting of bridge arm is elided which decreases the grid-connected current harmonics and improves the quality of output waveforms.The boost function of output voltage of the photovoltaic arrays is achieved by controlling the through vector duty ratio of bridge arm.The system is simulated in Matlab，the waves of simulation accord with the theoretical analysis.

eywords：-source inverter;grid-connected photovoltaic;-source impedance network;through vector;duty ratio

1 引 言

太陽能作為一種新興綠色能源，以其永不枯竭、無污染、不受地域資源限制等優點，正得到迅速的推廣應用^［1］。近二，三十年來，太陽能光伏發電技術得到了持續的發展，戶用分布式光伏并網發電已經成為太陽能利用的主要方式之一^［2］。并網逆變器是光伏并網發電系統的核心部件和關鍵技術，并網逆變器不僅可以將光伏陣列發出的直流電轉化為交流電，而且可以對交流電的頻率、電壓、電流、相位等進行控制以實現與電網的并聯功能。傳統的電壓源型逆變器（VSI）由于理論上的局限性，要求直流側的電壓高于交流側，因此需在光伏陣列和逆變器之間增加直流升壓環節，增加了系統的復雜性。采用源型光伏并網逆變器可以使交流側輸出電壓高于直流側輸入電壓^［3］，簡化系統結構和設計。此外新型逆變器開關信號不需要設定死區，可有效減少輸出正弦波失真，并網電流的低諧波性，可顯著減少對電網的污染^［4］。本文在介紹源型光伏并網逆變器（VMSPVGI）拓撲結構并分析其工作原理的基礎上，采用有別于傳統PWM控制技術的無開關死區的PWM控制策略，改善逆變器輸出電流的質量。利用Matlab軟件對新的控制策略進行仿真驗證，仿真結果證明理論分析的正確性和有效性。