[发明专利]一种三相四桥臂Z源逆变器的漏电流抑制方法

说明书

本发明公开一种三相四桥臂Z源逆变器的漏电流抑制方法，包括步骤：将三相对称正弦波分别与相位互差120°的三角载波比较得到A、B、C三相的逻辑信号；将A、B、C三相的逻辑信号异或得到D相逻辑信号；根据调制波所处的区域，选择特定的载波与正负直通电压信号比较，得到直通控制信号；A、B、C、D四个桥臂逻辑信号与直通信号相或，得到最终开关管的控制信号。本发明中，无论电路处于何种模态，共模电压均维持恒定，使得漏电流控制在允许范围内。并且，调制方式没有复杂的计算过程，实现简单。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域，特别是一种三相四桥臂Z源逆变器的漏电流抑制方法。

背景技术

太阳能是一种可再生能源，具有成本低、清洁无污染、分布广泛等优点。其中光伏发电是利用太阳能有效的形式之一。光伏逆变器作为能量转换的重要组成部分，是否能可靠和高效运行也显得尤为重要。

三相四桥臂Z源逆变器相对于传统逆变器，接不平衡负载时输出电压可以保持对称；具有单级升降压能力，降低了系统复杂度，提高了系统效率；允许短时直通状态，无需加入死区时间，避免由于电磁干扰发生故障，系统可靠性更高。

非隔离系统，由于成本低、体积小、效率高，具有高可靠性等优势得到越来越多关注。但非隔离系统中光伏逆变器与电网之间没有电气隔离，光伏阵列与大地之间存在接地电容。接地寄生电容两端的电压，随逆变桥的开关动作，产生开关频率级别的电压波动。因此，在接地寄生电容、电网与大地之间形成电流回路，产生漏电流。漏电流的存在会造成电网电流畸变，使得电气设备产生电磁干扰，威胁人身安全。根据光伏并网系统国际标准VDE0126-1-1规定，当漏电流产生300mA时，并网逆变器必须与电网断开。

漏电流的大小与共模电压的变化率以及寄生电容的大小成正比。在寄生电容不变时，保证共模电压恒定，理论上可以将漏电流抑制为零。目前针对三相四桥臂Z源逆变器拓扑漏电流问题的研究较少，存在四桥臂逆变器漏电流问题的相关研究。对于四桥臂逆变器拓扑，使用传统的三维空间矢量调制策略时，随着工作模态的改变，共模电压发生变化，一个载波周期内共模电压存在五个电平；采用不连续空间矢量调制策略，共模电压的峰峰值有所减少，但共模电压仍存在四个不同的值，由于共模电压高频变化，产生较大的漏电流；四桥臂逆变器使用移相调制，当调制比大于0.66，共模电压会存在三个电平，虽然电平数有所减少，但仍不能始终保持恒定，对漏电流抑制效果有限。

发明内容

为了解决非隔离系统中漏电流问题，本发明提供了一种三相四桥臂Z源逆变器的漏电流抑制方法。该方法实现简单，无论电路处于何种模态，共模电压均可以维持恒定，从而使得漏电流可以控制在较小范围内。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种三相四桥臂Z源逆变器的漏电流抑制方法，所述三相四桥臂Z源逆变器的负直流母线上还串联一个二极管，包括步骤：

将三相对称正弦调制波V_a、V_b、V_c分别与三角载波V_tri1、V_tri2、V_tri3比较得到逻辑信号Q₁、Q₂、Q₃、Q₄、Q₅、Q₆，即

当V_a≥V_tri1，则Q₁＝1和Q₂＝0，否则Q₁＝0和Q₂＝1；

当V_b≥V_tri2，则Q₃＝1和Q₄＝0，否则Q₃＝0和Q₄＝1；