非隔离型光伏并网逆变器共模干扰抑制策略

本文主要探讨了非隔离型光伏并网逆变器的共模干扰问题，特别是共模电流的产生及其对电磁兼容性（EMC）的影响。非隔离逆变器虽具有体积小、成本低和高效率的优点，但因缺乏电气隔离，容易导致共模电流引发的EMC干扰和安全风险。文章深入分析了共模电流的产生机理，从逆变拓扑结构和调制方式两个方面提出抑制共模电流的方法，并通过实验验证了这些方法的有效性。 非隔离型光伏并网逆变器是光伏并网系统的重要组成部分，其工作原理和设计直接影响到系统的性能和安全性。光伏并网逆变器的主要任务是将光伏电池产生的直流电转换为符合电网标准的交流电。由于非隔离型逆变器不使用隔离变压器，光伏阵列与电网之间存在直接的电气连接，这不仅降低了设备成本和体积，也提高了转换效率，但也因此产生了共模电流的问题。 共模电流是在三相系统中，流经相线和中性线相对于地的相同路径的电流。这种电流在光伏并网逆变器中通常由光伏阵列与地之间的寄生电容、逆变器滤波器元件以及电网阻抗共同作用产生。当逆变器工作时，寄生电容上的电压变化会激励共模谐振电路，形成共模电流。由于非隔离设计，该电流可以在光伏阵列和电网之间形成闭合回路，进而产生EMC干扰，可能对电网和设备造成潜在的危害。 为了抑制共模电流，本文提出了两种策略。首先，从调制方式上，可以通过改变逆变器的脉宽调制（PWM）策略来减少共模电压的产生，例如采用交错式PWM或者使用多电平逆变器结构，这些方法可以有效地分散共模电压，降低共模电流的幅值。其次，从拓扑结构的角度，可以设计新的逆变器拓扑，如采用H桥或T型拓扑，通过增加电气隔离和平衡电流路径来减少共模电流。这两种方法都在实验中得到了验证，证明了它们在抑制共模干扰方面的有效性。 解决共模干扰问题对于提高非隔离型光伏并网逆变器的电磁兼容性和安全性至关重要。各国对于光伏并网系统的EMC性能都有严格的法规要求，如欧盟的CE认证等，因此，研究有效的共模干扰抑制技术对于确保光伏并网逆变器的市场准入和长期稳定运行具有重要意义。 非隔离型光伏并网逆变器的共模干扰抑制是一项重要的技术挑战。通过深入理解共模电流的产生机理，结合逆变器的调制技术和拓扑结构创新，可以有效地降低共模电流，提高系统整体的EMC性能，从而保证光伏并网系统的可靠运行和电网质量。