一种带储能的级联光伏逆变器的协同调制方法

杨 雯，熊 兰，席自强，查晓明

（1.湖北工业大学太阳能高效利用湖北省协同创新中心，武汉430068；2.武汉大学电气工程学院，武汉430072）

一种带储能的级联光伏逆变器的协同调制方法

杨 雯1，熊 兰1，席自强1，查晓明2

（1.湖北工业大学太阳能高效利用湖北省协同创新中心，武汉430068；2.武汉大学电气工程学院，武汉430072）

提出一种带有储能的混合级联光伏逆变器结构，并针对该逆变器的结构和工作原理，提出基于特定谐波消去（SHE）与载波移相（PS-PWM）调制的协同调制方法。该逆变器将1个储能单元与数个光伏单元混合级联，储能单元使用SHE消除其输出电压中的部分低次谐波，光伏单元采用PS-PWM技术补偿储能单元输出中未被消除的低次谐波，从而进一步降低总的输出电压中谐波含量。仿真结果表明，对于储能单元与光伏单元的输出电压幅值和相位不同的情况，相比于采用单一的PS-PWM调制，采用协同调制方法的输出电压中低次谐波含量与总谐波失真（THD）均较低。

储能；光伏逆变器；特定谐波消去；载波移相调制

Abstract：A hybrid cascaded photovoltaic（PV）inverter with energy storage is proposed,and a synergistic modulation method based on the specific harmonic elimination（SHE）and carrier phase-shift PWM（PS-PWM）is presented for the inverter’s operation.This inverter cascades an energy storage cell with several PV cells,the energy storage cell uses SHE to eliminate the part of low-frequency harmonics in the output voltage,while PV cells adopt PS-PWM to compensate the rest low-frequency harmonics of the energy storage cell,which can further reduce the harmonic in the total output voltage.Simulation results show that,compared with the unified PS-PWM method,the proposed modulation method has less low-frequency harmonics and lower total harmonic distortion（THD）when the modulation indices and output phases of the two types of cells are both different.

Keywords:energy storage;photovoltaic inverter;specific harmonic elimination;phase-shift pulse width modulation

级联型光伏逆变器能够缩短光伏电池串联长度，并在各光伏单元使用独立的最大功率跟踪MPPT（maximum power point tracking）控制，提高发电效率。同时，级联型逆变器使用载波移相PSPWM（phase shift pulse width modulation）调制方法，大幅提高等效开关频率，有效减小低频谐波，因而输出波形质量好，可以减小输出滤波器的体积。但由于光伏电池受到光照等因素的影响其输出波动很大，会造成并网运行的不稳定，因此抑制光伏系统的功率波动也十分重要[1,2]。……