电动汽车充电站Z源光伏并网发电装置

变器工作在直通状态下，此时逆变桥相当于短路，等效成零值电流源；正常情况下逆变器工作在非直通状态下，此时逆变桥就等效成一个恒值电流源。Z源网络输出的直流电压峰值为

其中，B为升压因子，当电路的直通时间改变，直通占空比d0改变，最终使得升压因子B改变，起到调节电压作用。

逆变器交流输出相电压的峰值为

其中，M为逆变器的调制因子，当M增大时，直通占空比会减小，通过式（1）可以看出，B会减小，反之M减小时B会增大，因此，合理地调整M与B的值就能够调节输出电压，能够更加灵活的实现升降压调压功能。此外，装置的逆变器同时还具有最大功率点跟踪功能，以保证在温度和日照变化幅度很大时仍然能自动追踪并以最大功率输出。在电网侧停电时，能够自动检测并将系统装置停止运行，以避免孤岛运行的发生。

3 Saber仿真及结果分析

根据本装置的光伏列阵输出的直流电压电流实际参数及电压型Z源逆变器的拓扑结构搭建仿真电路模型，主电路中逆变桥采用全控型器件IGBT，Z源网络中电容电感经计算采用参考值L1=L2=30 mH，电容C1=C2=25μF，输出采用LC滤波，输出滤波电容C3=C4=C5=2.5μF，滤波电感为L3=L4=L5=18 mH.运用Saber软件对实验电路仿真分析，主电路和控制电路采用模块化形式，控制简单，容易实现。

光伏并网发电装置逆变器控制电路和实验仿真电路采用简单升压控制，这种方法仍属于PWM控制，将正弦波与三角波进行比较，不同之处是在传统的PWM控制基础上做了改进。控制中加入两个直流电压vp和vn，其值应该大于或等于三相正弦交流电压的峰值，vp和vn作为参考电压用来调节直通占空比，如图5所示。

Z源逆变器保持6个有效状态不变，和传统的正弦PWM调制一样。由式（1）可知，这种控制方式的最大直通占空比不会超过（1-M），因而在调制因数为1时，直通占空比为0，定义电压增益G=MB.

图6中波形从上往下依次为Z源网络端口输出电压、逆变器交流侧输出相电流、逆变器交流侧输出相电压和交流侧输出相电流谐波分析，仿真电路中直流输入电压为624 V，调制因子M取0.9，直通占空比取0.11，参考电压vp=0.78 V，vn=-0.78 V，信号波频率为50 Hz，通过仿真后的波形可以看出，当输入直流电压为624 V时，输出交流相电压峰值可以达到接近380 V，并且频率可以实现为50 Hz，由仿真结果谐波分析，5次和7次谐波略为明显，经计算，交流侧输出相电流的5次谐波电流含有率HR15=1.9％，7次谐波电流含有率HR17=1.5％，电流谐波总畸变率THDi=3.3％，谐波污染较小，输出波形比较平滑，符合文献中的并网要求。

4结束语

文中电动汽车充电站光伏接入式发电装置采用了Z源逆变器，较传统逆变器有一定优点，经仿真后表明装置合理、可行，系统在日间由光伏发电配合电网向站内负荷供电，夜间和日照不足时由电网单独供电，可向电网贡献更多清洁能源，具有较高的的节能环保意义。