基于NPC的光伏并网逆变系统的研究

赵修瑞，李锴，李又丰

(黑龙江科技大学电气与控制工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027)

一般光伏系统的结构包括光伏电池板、光伏逆变器、电网端的负载。实际应用中，由于单块光伏板产生的电能限制，一般单块光伏板产生的电能较小，必须将光伏板进行重新组合，才能达到真正所需的功率[1-2]。

光伏板的排列和与电网连接的方式使得光伏发电系统大概可以分为集中式、组串式、串式和组件式四种结构。组串式结构是在串式结构的基础上加了一个DC-DC变换器，经过DC-DC变换后，再经过DC-DA变换进入到电网中，这样的结构提高了直流电压的等级，降低了能量的传输损耗。目前，对于光伏并网研究的趋势主要集中在并网电路拓扑结构和并网控制算法[3]。

1 系统描述

本文结构以NPC拓扑为主电路，在电容两端并联光伏组件及DC-DC变换器，实现分布式光伏并网结构，同时做到高频隔离，提高了功率密度，光伏组件可以接地。光伏并网系统的电路系统如图1所示。该系统由光伏组件、DC-DC升压变换器和NPC多电平并网变换器三部分组成，光伏组件与DC-DC实现最大功率点跟踪[4-7]，同时实现电压的升压功能，后级NPC完成逆变，由于NPC结构的特点需要对电容电压控制，主要采用中点电压平衡法，实现中点平衡，保证并网电压稳定。与传统的2L-VSC多串拓扑相比，其优点是可以达到更高的电压，降低共模电压，使用较低的开关频率，用更小的滤波器改善电能质量。在DC-DC变换电路中，选择了LLC变换器，该变换器在原边上可以实现零电压开通，副边上可以实现零电流关断。……