【摘 要】
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随着光伏并网容量的提升,国家对于光伏并网变换器的要求也越来越严格,其中,光伏并网变换器的漏电流问题和效率问题是目前的研究热点之二,本文的主要研究内容也是从这两个方面展开。（1）为了减少并网变换器的漏电流,本文采用的拓扑是基于LCCL滤波的光伏并网变换器,它将传统LCL滤波器的滤波电容分为两组,并将其中一组的滤波电容公共点连接到直流母线中点,这样就能在变换器内部提供一条阻抗远低于漏电流通路的旁路通路
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随着光伏并网容量的提升,国家对于光伏并网变换器的要求也越来越严格,其中,光伏并网变换器的漏电流问题和效率问题是目前的研究热点之二,本文的主要研究内容也是从这两个方面展开。（1）为了减少并网变换器的漏电流,本文采用的拓扑是基于LCCL滤波的光伏并网变换器,它将传统LCL滤波器的滤波电容分为两组,并将其中一组的滤波电容公共点连接到直流母线中点,这样就能在变换器内部提供一条阻抗远低于漏电流通路的旁路通路,使得大部分共模电流会在内部的旁路通路进行环流,而不是形成漏电流。本文也建立了该拓扑共模回路的数学模型与等效电路,从传递函数的角度对它抑制漏电流的原因进行了分析,但也发现该拓扑存在共模谐振和中点电位模型变化这两个问题。为了解决这两个问题,本文采用了适用于LCCL滤波器且能够同时抑制共模谐振和平衡中点电位的级联双环共模控制策略,并从稳定裕度、稳态误差等方面对内环和外环控制器进行了详细的设计,实验结果也证明了级联双环共模控制策略的有效性。另外一种解决LCCL滤波器共模谐振的方法是消除激励源中的谐振分量,本文按照这个思路提出了两种不含谐振分量的低频共模电压调节策略,这两种方法通过合理分配冗余小矢量的作用时间,可以实现变换器输出的共模电压中不含共模谐振的激励量,从而抑制共模谐振,同样,本文设计了相应的实验验证了不含谐振分量的低频共模电压调节策略的有效性。此外,本文还研究了电容公共点接回至负直流母线的LCCL滤波器的共模数学模型与等效电路,分析了它与电容公共点接回至母线中点的LCCL滤波器的区别与联系。（2）减少滤波电感的磁芯损耗是提高并网变换器效率的方法之一,这可以在电感的设计阶段实现:即通过合理的设计,使得电感在满足滤波性能的前提下,尽可能地降低磁芯损耗,所以,如何在设计过程中准确地估算磁芯损耗是降低磁芯损耗的关键。而磁芯损耗的估计还需要估算电感在额定工况下流过的电流,特别是电流纹波,本文因此提出了一种电流纹波的计算方法,并分析了电流纹波在一个开关周期中产生的双包络,将双包络带入到磁芯损耗的计算模型中就可以实现对磁芯损耗的估计,整个过程也考虑了电感的磁饱和特性。最后,通过实验验证了估算的电流纹波双包络和磁芯损耗的准确性。
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