混合三电平单相光伏并网发电系统研究

摘要：将经典Boost变换器与混合三电平逆变电路相结合，形成一种能分别工作在单级式和两级式的非隔离型单相光伏并网发电系统，以适用于更宽的光伏阵列输入电压范围。深入研究了PWM升压模式和旁路二极管模式的控制策略，分析了混合三电平逆变电路的工作原理，并讨论了避免出现两电平的方法。以XE164FM单片机为控制核心，对额定峰值功率1 kW的样机进行了实验验证，结果表明该电路系统性能优良。
关键词：光伏发电；逆变电路；并网

1 引言
近年来，能源危机愈演愈烈，可再生能源发展迅速，光伏发电等新能源更是发展迅猛。非隔离型光伏并网逆变器由于省去了高频或工频变压器，减小了体积和重量，降低了成本，因而受到广泛关注。多电平逆变电路在光伏并网逆变电路中逐渐得到应用，文献提出了一种混合式单相全桥中点箝位三电平逆变电路，由一个三电平桥臂和一个两电平桥臂组合而成。与传统两电平逆变器相比，具有功率因数高，电流波形畸变小，谐波含量低等优点。文献研究了一种单级式、两级式工作模式，以及它们之间的平滑切换。基于此，这里将经典Boost变换电路与混合三电平逆变电路相结合，研究了一种非隔离型单相光伏并网发电系统，其特点是根据光伏阵列输入电压的大小自动选择单级式或两级式工作模式。

2 电路工作模式及控制策略分析
电路结构如图1所示。前级为带旁路二极管VD。的Boost变换电路；后级为带LC滤波电路的混合三电平逆变电路。