图 7

  三相 半桥电压源型逆变器

出电压幅值、频 率、相位 与电 网一 致, 输 出电 流 波形 谐波
小, 实现向 电网无扰动 平滑供电

[ 6]

。按功 率级数, 并网型

光伏发电系 统中 的功 率变 换器 有单 级式、两 级 式两 种结

构, 其中, 单级式结构 简单, 无 DC- DC环 节, 光伏阵 列直
接经逆变器并网, 但电网与光伏发电系统直流母线间无能
量解耦环节 , 使 实现 M PPT、逆变、并 网控 制的 算 法复 杂;
如图 1( b)所示, 两级式 先通过 前级的 DC - DC 变换 实现

M PPT, 然后再经 后 级的 DC - AC 变 换 进行 逆 变、并 网控
制, 两级控制可以解耦, 控制 算法较 为简单 易行。按 逆变
器 输出与电网 之间是否接 有隔离变 压器分为隔 离型和非
隔离型, 隔离型不仅提高 了安全 性, 且可通过 选择隔 离变
压器变比调节电压变 换范围, 增大了直流母线电压的输入
范围, 故可根据场地要求进行光伏阵 列优化设计

[ 7]

。图 8

为电压源型三相大功 率并网逆变器的结构示意图。

图 8

  电压源型三相大功率并网逆变器

3

  光伏发电中电力电子技术的发展

3. 1  光伏发电中的多电平逆变器

在交流大功率变换领域, 常采用开关器件串 /并联、多重

化 (功率变换装置串 /并联 )及多电平变换等技术以解决电力
电子器件耐压与功率 变换电压等级的矛盾, 其中, 多电平变
换技术已成为研究热点

[ 2]

。传统的逆变器亦称为二电平逆

变器, 其在一个开关周期内逆变桥臂的相电压输出电平仅为
二电平。多电平技术源于日本学者 1981年提出的中点箝位
型多电平逆变电路。目前, 多电平逆变电路主要有二极管箝
位型、

电容箝位型和独立直流源级联型 3种拓扑类型。

光伏阵列可灵活 组合, 故光伏并网系统易实现 3电平

和级联方式并网以改 善并网 电流波 形

[ 1]

。为了解 决阴影

问题和光伏模块之间 不匹配问题, 一些学者提出采用二极
管箝位型多电 平逆变 器、级联 H 桥型 变换 器实 现独 立控
制每一个光伏模块, 使其 各自工 作在最 大功率 点, 从 而提
高系统效率, 减少输出电压谐波

[ 8]

。

3. 2  Z源光伏并网逆变器

目前, 应用中的并网型光伏发电逆变电路拓扑以电压

源型逆变器为主。电压源型 、

电流源型逆变器存在的共同

缺点为

[ 9]

: 输出交流电压受到 限制; 桥臂 开关器 件的开关

状态受限, 均需加入相应死区时间。对传统逆变器直流侧
的单级储能电路 (并联电容或串联 电感 ) 采用如 图 9所示
的 Z 源 (阻抗源 ) 储能网络替换, 则构成 ! Z 源逆变器 ∀

[ 9]

。

图 9

  Z 源逆变器结构示意图

由图 9可见, Z 源逆 变 器的 直 流 侧储 能 电路 是 由电

感、电容组成的对称交叉 型阻抗 源网络, 其结 合了 传统电
压源型、电流源型逆变器 直流侧 缓冲和 储能电 路的 特点,
从而满足了逆变电路桥臂可 开路和短路的条件, 克服了传
统逆变器的局限。因 Z 源逆变器 可靠性 高、效率高、结构
简单, 且具有升降压变换 功能, 故在 光伏发电 系统 中应用
前景广阔。文献 [ 10]提出基于 Z 源逆变 器的单 相离网型
光伏发电系统的电流滞环跟 踪控制策略, 兼有电流瞬时值
滞环跟踪 PWM 控制 和 Z 源的 优点。针 对常 规 Z 源 光伏
并网 发电系 统中, 为实现 升压, Z 源储能 网络中 的电容电
压需高于输入 电压的 问题, 文 献 [ 11] 在并 网型 光伏 发电
系统中引入串联型 Z 源逆变器, 提高了系统的功率密度。

参考文献:

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社, 2006, 第 1版.

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统 [ J] . 电力电子技术, 2010, 6: 37 39.

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收稿日期: 200