混合三電平單相光伏并網發電系統研究

摘要：將經典Boost變換器與混合三電平逆變電路相結合，形成一種能分別工作在單級式和兩級式的非隔離型單相光伏并網發電系統，以適用于更寬的光伏陣列輸入電壓范圍。深入研究了PWM升壓模式和旁路二極管模式的控制策略，分析了混合三電平逆變電路的工作原理，并討論了避免出現兩電平的方法。以XE164FM單片機為控制核心，對額定峰值功率1 kW的樣機進行了實驗驗證，結果表明該電路系統性能優良。
關鍵詞：光伏發電；逆變電路；并網

1 引言
近年來，能源危機愈演愈烈，可再生能源發展迅速，光伏發電等新能源更是發展迅猛。非隔離型光伏并網逆變器由于省去了高頻或工頻變壓器，減小了體積和重量，降低了成本，因而受到廣泛關注。多電平逆變電路在光伏并網逆變電路中逐漸得到應用，文獻提出了一種混合式單相全橋中點箝位三電平逆變電路，由一個三電平橋臂和一個兩電平橋臂組合而成。與傳統兩電平逆變器相比，具有功率因數高，電流波形畸變小，諧波含量低等優點。文獻研究了一種單級式、兩級式工作模式，以及它們之間的平滑切換。基于此，這里將經典Boost變換電路與混合三電平逆變電路相結合，研究了一種非隔離型單相光伏并網發電系統，其特點是根據光伏陣列輸入電壓的大小自動選擇單級式或兩級式工作模式。

2 電路工作模式及控制策略分析
電路結構如圖1所示。前級為帶旁路二極管VD。的Boost變換電路；后級為帶LC濾波電路的混合三電平逆變電路。