NPC三电平并网逆变器共模电流抑制技术研究_肖华锋

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NPC光伏并网逆变器共模电流抑制方法研究

ｄｕｃｅｓｈｉｇｈ — ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｌｅａｋａｇｅｃｕｒｒｅｎｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｈｉｔｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｗｏｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｈｏｔｄｓｂａｓｅｄｏｎｈｅｔｒａｔｄｉｔｉｏｎａｌｈｒｔｅｅ — ｌｅｖｅｌＳＶＰＷＭｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｍａｋｅｃｏｍｍｏｎｍｏｄｅｖｏｌｔａｇｅａｒｏｕｎｄ
中图分类号：ＴＭ４６文献标志码：Ａ文章编号：１００７４４９Ｘ（２０１３）０８－００１５－０７
Ｓｔｕｄｙｏｆｌｅａｋａｇｅｃｕｒｒｅｎｔｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｃｌａｍｐｅｄ（ＮＰＣ）ｒｔａｎｓｆｏｒｍｅｒｌｅｓｓｔｈｒｅｅ — ｐｈａｓｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ — ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎ — ｖｅｔｒｅｒｗｈｉｃｈａｄｏｐｔｓｒｔａｄｉｉｔｏｎａｌｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＳＶＰＷＭ）ｍｏｄｕｌａｉｔｏｎｍｅｈｏｔｄｐｒｏ —

NPC三电平逆变器VSVPWM的研究

NPC三电平逆变器VSVPWM的研究NPC三电平逆变器（Neutral-Point- Clamped Three-LevelInverter）和SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是现代电力转换系统中两种常见的拓扑和控制方法。

它们在不同应用场景中具有各自的优势和适用性。

NPC三电平逆变器是一种多电平逆变器，由具有多个电源和单个中性点连接的功率开关组成。

它的控制方式可以实现高质量的电压波形和较低的谐波畸变。

其中，中性点电压的控制是该拓扑独特的特点之一、它可以通过三电平逆变器输出不同电平的电压，以产生尽可能接近理想波形的输出电压。

在低功率应用中，NPC三电平逆变器具有高效率和较低的失真。

而SVPWM是一种基于空间矢量模型的脉宽调制方法。

它通过对逆变器开关的开合进行控制，实现输出电压波形的调制。

它可以产生接近理想正弦波形的输出电压，并且可以减少谐波畸变。

相较于传统的脉宽调制方法，SVPWM的控制精度更高，使得电力转换效率更高，并且可以减少尺寸和重量。

在比较NPC三电平逆变器和SVPWM时，可以考虑以下几个方面：1.转换效率：SVPWM方法控制的逆变器可以实现更高的转换效率，因为其输出电压波形接近理想正弦波，减少了谐波畸变和功率损耗。

相较之下，NPC三电平逆变器在高功率应用中的效率可能会较低，因为其电路结构复杂，电压开关频率较高。

2.复杂性和成本：SVPWM相对于NPC三电平逆变器的控制策略较简单，且在设计和实现上较为常见。

然而，NPC三电平逆变器较复杂，需要多个功率开关和电源，并且需要特殊的控制策略。

在一些低成本和低功率应用中，SVPWM可能是更经济和实用的选择。

3.谐波畸变：由于SVPWM可以接近理想正弦波输出，所以其谐波畸变较低。

而NPC三电平逆变器也可以通过输出不同电平的电压来减少谐波畸变，并且在低功率应用中通常具有较低的失真。

因此，在高要求的工业应用中，两者都可能是合适的选择。

NPC三电平逆变器驱动永磁同步电机模型预测控制研究

NPC三电平逆变器驱动永磁同步电机模型猜测控制探究随着电动汽车、风力发电和工业自动化等领域的快速进步，永磁同步电机（PMSM）作为一种高效、低噪音和低维护的电机类型，已成为各个领域中广泛接受的驱动装置。

为了实现对PMSM的精确控制，需要接受高性能的驱动系统。

本文将探究NPC三电平逆变器驱动永磁同步电机模型猜测控制。

起首，需要了解NPC三电平逆变器和永磁同步电机的基本原理。

NPC三电平逆变器是一种最常用的多电平逆变器拓扑结构，可以实现较低的谐波失真和较高的转换效率。

永磁同步电机具有高功率密度、高效率和广泛的速度调整范围等优点。

理解这两个基本观点是探究模型猜测控制的前提。

接下来，探究NPC三电平逆变器驱动永磁同步电机的模型。

模型是在对系统进行建模的基础上，使用数学方程描述系统的行为。

通过分析电路拓扑和电机等电气特性，可以建立电机的动态数学模型。

然后，利用这个模型可以对系统进行仿真和分析，从而更好地理解系统的行为。

在建立模型之后，探究模型猜测控制。

模型猜测控制是一种基于模型的高级控制算法，它可以通过对将来一段时间内的状态进行猜测，来优化控制策略。

在这个算法中，通过优化问题来选择最优的控制策略，以实现控制目标。

模型猜测控制可以提高系统的动态响应、稳态精度和抗扰动能力。

最后，通过仿真和试验验证模型猜测控制的性能。

使用MATLAB/Simulink等工具进行系统的建模和仿真，验证控制算法的效果。

同时，利用试验平台进行实际验证。

通过对比试验结果和仿真结果，可以评估模型猜测控制在驱动永磁同步电机中的性能。

综上所述，本文主要探究NPC三电平逆变器驱动永磁同步电机模型猜测控制。

通过建立电机的数学模型，探究模型猜测控制算法，以实现对永磁同步电机的高精度控制。

通过仿真和试验的验证，评估控制算法的性能。

这项探究有助于提高永磁同步电机在电动汽车、风力发电和工业自动化等领域的应用效果，推动相关技术的进步综合上述探究内容，本文通过建立永磁同步电机的数学模型，探究了基于模型猜测控制算法的高精度控制方法。

一种三电平dcdc变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法 -回复

一种三电平dcdc变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法-回复“一种三电平dcdc变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法”引言：随着新能源技术的迅速发展，直流电能的应用越来越广泛。

其中，三电平dcdc变流器作为一种常用的电能转换器，可以实现高效率、高可靠性的能量转换。

本文将介绍一种三电平dcdc变流器的拓扑电路及共模电压抑制方法。

第一部分：三电平dcdc变流器的拓扑电路三电平dcdc变流器采用了一种特殊的拓扑结构，能够将直流电源的电压转换为输出电压。

其基本拓扑电路如下：Vdc/，-. ,\ /Iin S1 L1 BT/ \-' '` Vout其中，Vdc为直流电源的电压，Iin为输入电流，S1为开关1，L1为电感，BT为双向开关，Vout为输出电压。

第二部分：共模电压抑制方法在三电平dcdc变流器的运行过程中，由于系统的非线性特性，会产生一些共模电压，给系统带来干扰。

为了抑制这些共模电压，可以采用以下方法：1. 改进开关模式控制策略：传统的开关模式控制策略容易产生较大的共模电压。

可以通过改进控制策略，减小开关频率，降低开关切换带来的电压干扰。

2. 优化滤波电路：合理选择滤波电容和电感参数，可以减小共模电压的产生。

通过降低电容和电感的频率响应，降低共模电压的幅值。

3. 采用绕线剥离技术：在设计电感和变压器时，可以采用绕线剥离技术，将电感和变压器的绕线分离开来，减小共模电压的影响。

4. 使用磁性材料：在设计变压器和电感时，可以使用具有高磁导率的磁性材料，提高磁耦合效率，减小共模电压的产生。

5. 使用干扰抑制电路：在输出端添加合适的干扰抑制电路，可以有效地抑制共模电压的干扰。

结论：三电平dcdc变流器是一种高效率、高可靠性的电能转换器，可以将直流电源的电压转换为输出电压。

然而，在其运行过程中，受系统的非线性特性影响，会产生共模电压干扰。

通过采用改进开关模式控制策略、优化滤波电路、绕线剥离技术、使用磁性材料和添加干扰抑制电路等方法，可以有效地抑制共模电压的产生，提高系统的稳定性和可靠性。

T-NPC三电平逆变器的软开关及并联技术研究的开题报告

T-NPC三电平逆变器的软开关及并联技术研究的开题报告一、选题背景随着电力电子技术的飞速发展，三电平逆变器作为一种新型的逆变器，被广泛应用于交流传动、静态无功补偿、电力电子变压器等方面。

在实际应用中，三电平逆变器存在一些问题，如开关损耗大、谐波扰动等。

为了解决上述问题，研究三电平逆变器的软开关及并联技术是必要的。

二、选题意义1.提高三电平逆变器的效率：软开关技术可以降低开关损耗，提高逆变器的效率。

而在实际应用中，三电平逆变器的效率是十分重要的。

2.降低谐波扰动：三电平逆变器通常会产生谐波扰动，影响电力系统的稳定性和有效性。

而并联技术可以降低谐波扰动，提高电力系统稳定性。

3.提高逆变器的可靠性：软开关技术可以减少开关损耗，延长逆变器的寿命。

而并联技术可以提高电力系统的可靠性，保证电力质量和供电可靠性。

三、研究内容和方法1.软开关技术研究：通过分析三电平逆变器的开关损耗，提出软开关技术方案，设计软开关电路和控制策略，进行仿真验证和实验验证。

2.并联技术研究：通过分析三电平逆变器的谐波扰动，提出并联技术方案，设计并联电路和控制策略，进行仿真验证和实验验证。

3.综合研究：对软开关和并联技术进行综合研究，分析两种技术的优缺点，提出优化方案，进行仿真验证和实验验证。

四、研究目标和预期结果1.设计出三电平逆变器软开关电路和控制策略，实现软开关功能，降低开关损耗，提高逆变器的效率。

2.设计出三电平逆变器并联电路和控制策略，实现并联功能，降低谐波扰动，提高系统稳定性。

3.综合研究软开关和并联技术，提出优化方案，实现优化效果，提高逆变器的可靠性和运行效果。

五、进度计划第一年：调研、文献阅读、仿真验证第二年：软开关技术研究、实验验证第三年：并联技术研究、实验验证第四年：综合研究、优化方案、实验验证六、预期贡献该研究将为三电平逆变器的优化设计和实际应用提供理论基础和实践指导，促进电力电子技术的发展和应用。

同时，该研究结果还可以促进节能减排，提高能源利用效率，推动低碳经济的发展。

新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究

新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究郭小强;朱铁影【摘要】A novel three-phase three-level non-isolated PV inverter is proposed in this paper based on the neutral-point-clamped (NPC) inverter. The characteristics of working states and leakage current were studied. Different from the NPC inverter, the topology of proposed inverter is so brief and it only consists of twelve switches and two DC capacitors without extra devices, such as six clamped diodes for the NPC. In order to suppress the leakage current, the relationship between the switch states and the common-mode voltage was analyzed and a novel Single-Carrier modulation was proposed based on the traditional modulation for two-level inverters. Finally, in order to verify the effectiveness of the proposed circuit and modulation strategy, the simulations and the experiments connected to the grid, inductance experiments were conducted. The results of the simulations and experiments confirm that the proposed topology is feasibility and the modulation is effective.%在二极管中点钳位型逆变器(NPC)的基础上,提出一种新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器,并对其工作特性和漏电流特性进行研究.与NPC逆变器相比,新型逆变器的拓扑仅由十二个开关管和两个直流侧母线电容组成,比NPC逆变器少用了六个功率二极管,拓扑结构得到了简化.为抑制其漏电流,在分析共模电压和开关状态关系的基础上,改进了传统两电平载波调制方案,提出一种新型单载波调制方案.分别通过并网仿真、并网实验和感性实验,验证了所提出拓扑的可行性与新型单载波调制策略的有效性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2018(033)001【总页数】12页(P26-37)【关键词】光伏逆变器;三电平逆变器;非隔离型;共模电压;漏电流【作者】郭小强;朱铁影【作者单位】燕山大学电气工程学院河北省电力电子节能与传动控制重点实验室秦皇岛 066004;燕山大学电气工程学院河北省电力电子节能与传动控制重点实验室秦皇岛 066004【正文语种】中文【中图分类】TM464在光伏并网系统中，光伏逆变器将光伏板产生的直流电转换成交流电，并入电网或者供给负载。

三电平NPC逆变器共模电压抑制

ｉｃｈｃａｎｒｅｄｕｃｅＣＭＶａｎｄｃｏｎｔｏｌｒｔｈｅｎｅｕｔｒａｌｏｉｐｎｔｏｔｐｅｎｉｔｌａｂｌａａｎｃｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．Ｗｉｈｉｔｎａｃａｒｒｉｅｒｐｅｉｒｏｄ，ｈｅｔｐｏ— ｒ
保证中点电位的平衡；通过调制波的分解和开关序列的优化，能抑制逆变器产生的ＣＭＶ。该调制策略实现简
单、计算时间少。能在输出电压全范围内控制中点电位平衡，同时能有效抑制ＣＭＶ。最后，与传统空间矢量脉宽
（ＣｈｉｎａＵｎｗｅｍｏｆｌｔ￣ｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄｕｌａｉｔｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｈｒｔｅｅ－ｌｅｖｅｌｎｅｕｔｒａｌ・ｐｏｉｎｔ－ｃｌａｍｐｅｄ（ＮＰＣ）ｉｎｖｅｒｔｅｒ．Ｔｈｅ
Ｃｏｍｍｏｎ－ｍｏｄｅＶｏｌｔａｇｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎｆｏｒＴｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌＮＰＣＩｎｖｅｒｔｅｒ
ＺＨＡＮＧＹｕｎ — ｆｅｎｇ，ＬＩＵＧｕａｎｇ－ｈｕｉ，ＭＡＬｅｉ

三电平NPC逆变器控制算法的研究的开题报告

三电平NPC逆变器控制算法的研究的开题报告一、研究背景三电平NPC逆变器是一种高性能电能转换设备，它通过将直流电转换成交流电，为工业、商业、住宅等领域提供了稳定、高效的电力供应。

然而，这种逆变器的控制算法对其性能和效率有着重要的影响。

因此，对于三电平NPC逆变器控制算法的研究将极大地推动其在各领域的应用和发展。

二、研究目的和内容本研究的目的是探索三电平NPC逆变器的控制算法，包括其架构、控制策略、控制参数优化等方面的研究。

该研究将着重分析三电平NPC逆变器控制算法的优缺点，并对其进行改进，以提高其效率和性能。

同时，将针对不同的应用场景，开发适当的控制算法，以满足不同领域的需求。

具体内容包括以下几个方面：1. 研究三电平NPC逆变器的控制原理和基本架构，深入了解其工作原理和各组成部分之间的关系。

2. 研究三电平NPC逆变器控制策略，分析各种策略的优缺点，进行比较和评估。

3. 对三电平NPC逆变器的控制参数进行优化，以提高其效率和性能。

4. 针对不同的应用场景，开发适当的控制算法，以满足不同领域的需求。

三、研究方法本研究将采用实验和仿真两种方法进行研究。

实验方面，将使用三电平NPC逆变器的实物设备，对不同控制策略下的逆变器性能进行实际测试，并进行数据分析和比较。

仿真方面，将使用MATLAB、Simulink等软件建立三电平NPC逆变器的仿真模型，进行控制参数优化和控制算法开发，并将结果与实验结果进行比较和验证。

四、研究意义研究三电平NPC逆变器控制算法的优化和改进，将为其在各领域的应用和发展提供更好的支持。

具体意义如下：1. 通过优化控制算法，提高逆变器的效率和性能，缩短其响应时间，降低其损耗，从而满足不同应用领域的需求。

2. 探索三电平NPC逆变器控制算法的研究方法，促进该领域的研究和发展。

3. 积累实践经验，为改进和完善逆变器控制算法提供参考。

五、预期成果本研究的预期成果包括：1. 对三电平NPC逆变器控制算法的研究和改进成果，包括各种控制策略、控制参数方案和控制算法等。

非隔离型光伏并网逆变器漏电流分析模型研究

XIAO Hua-feng1, XIE Shao-jun1, CHEN Wen-ming1, GONG Li2
(1. College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, Jiangsu Province, China; 2. Jinheng Corporation, Changzhou 213164, Jiangsu Province, China) ABSTRACT: A common-mode equivalent model of the transformerless grid-connected inverter is crucial for suppression of the leakage current. In this paper, a high-frequency common-mode equivalent model with the parasitic parameters is developed firstly, and two schemes of leakage current eliminating is summarized base on the model. The validity of potential SPWM eliminating scheme for the single-phase full bridge inverter has been verified by the simulation and experimental results, and the sensitivity of conventional eliminating technique to parasitic parameter is analyzed deeply. The scheme invalidity of matching component parameters for the single-phase full bridge inverter has been demonstrated, but, this scheme is validity for other topologies, for example, half bridge and NPC three-level single-phase inverter. KEY WORDS: grid-connected inverter; transformerless; common mode model; parasitic parameter 摘要：高频共模等效模型是研究非隔离型光伏并网逆变器共模电流(在非隔离型光伏并网设备中俗称“漏电流”)抑制措施的重要工具。重点推导充分考虑寄生参数的非隔离型单相并网逆变器高频共模等效模型，并基于该模型归纳出消除共模电流的两条途径。其中正弦脉宽调制 (sine pulse modulation， SPWM)开关方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的有效性通过仿真和实验手段得到验证，特别指出寄生参数对实际抑制效果的影响。分析电路参数匹配方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的无效性，并指出该措施可以应用在其它单相逆变器拓扑中，如半桥和二极管钳位三电

分裂电感三电平光伏并网逆变器及其控制方法[发明专利]

专利名称：分裂电感三电平光伏并网逆变器及其控制方法专利类型：发明专利
发明人：肖华锋,谢少军,杨晨
申请号：CN201010017930.X
申请日：20100115
公开号：CN101783611A
公开日：
20100721
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种分裂电感三电平光伏并网逆变器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。

该逆变器包括电源电路(A)和第一及第二逆变支路(B、C)，电源电路(A)由直流电源和两个分压电容构成，第一及第二逆变支路(B、C)均是由功率二极管、分裂电感和两个功率开关管构成，该逆变器根据容量需求还可扩展为三相电路结构，其原理跟单相结构相同；该逆变器的控制方法包括两部分，即逆变器侧电感电流的变滞环宽定频控制和高频开关驱动信号的提前关闭。

本发明在单极性PWM调制方式下工作时不产生高频漏电流，不存在桥臂直通危险，所有功率开关管和二极管的电压应力均等于或小于输入电压的一半。

申请人：南京航空航天大学
地址：210016 江苏省南京市白下区御道街29号
国籍：CN
代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：许方
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一种适用于并网逆变器的无电流传感器型进网电流控制方法[发明专利]

专利名称：一种适用于并网逆变器的无电流传感器型进网电流控制方法
专利类型：发明专利
发明人：肖华锋
申请号：CN201810268747.3
申请日：20180329
公开号：CN108448613A
公开日：
20180824
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种适用于并网逆变器的无电流传感器型进网电流控制方法，涉及由并网逆变器主电路和并网逆变器控制电路组成的系统，并网逆变器控制电路包括进网电流开环控制模块和PWM产生模块，进网电流开环控制模块包括第一比例调节器、第二比例调节器、延时器和加法器，第一比例调节器和第二比例调节器的输入端均引出作为进网电流参考信号输入端，第一比例调节器的输出端连接加法器的输入端，第二比例调节器的输出端连接延时器的输入端，延时器的输出端连接加法器的输入端，加法器的输出端连接PWM产生模块。

本系统采用的开环电流控制方法能够实现进网交流电流无静差跟踪进网电流参考信号，能够适应电网谐波、不平衡和故障等恶劣运行情景。

申请人：东南大学
地址：210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2号
国籍：CN
代理机构：南京众联专利代理有限公司
代理人：顾进
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高可靠型非隔离三电平光伏并网逆变器

高可靠型非隔离三电平光伏并网逆变器肖华锋;谢少军;杨晨【摘要】An improved three-level grid-connected inverter with a straightforward topology of dual-Buck half-bridge inverter is proposed to avoid the reliability degradation caused by the shoot-through existing in traditional diode-clamped three-level inverter.Because the PV grid-connected inverter operates with unity power factor,the freewheeling diode of bridge leg is omitted.Its working modes,operating patterns commonmode characteristics and control strategy are analyzed.Its features of shoot-through prevention,constantfrequency hysteretic loop control and leakage current elimination are verified by both simulation and experiment.%为解决二极管箝位三电平光伏并网逆变器存在直通危险而导致可靠性降低的问题,提出一种改进型三电平并网逆变器电路拓扑,将双降压式半桥逆变器的防直通结构引入传统二极管箝位三电平电路中,并结合光伏并网逆变器要求单位功率因数运行的特点省略了双降压式半桥逆变器的桥臂续流二极管,使得新拓扑十分简洁.详细分析了新型三电平逆变器的工作模态、运行方式、共模特性和控制策略,并通过仿真和实验验证了新型逆变器的防直通、定频滞环控制和低漏电流特性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2013(033)008【总页数】6页(P114-119)【关键词】光伏并网;逆变器;二极管箝位三电平逆变器;双降压式半桥逆变器;可靠性;控制【作者】肖华锋;谢少军;杨晨【作者单位】东南大学电气工程学院,江苏南京210096;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TM4640 引言非隔离型光伏并网逆变器概念最早于1994年提出[1]，其目的是为了实现低成本、紧凑、高可靠性和高变换效率。

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第30卷第33期中国电机工程学报V ol.30 No.33 Nov.25, 20102010年11月25日Proceedings of the CSEE ©2010 Chin.Soc.for Elec.Eng. 23 文章编号：0258-8013 (2010) 33-0023-07 中图分类号：TM 46 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40NPC三电平并网逆变器共模电流抑制技术研究肖华锋，杨晨，谢少军(南京航空航天大学自动化学院，江苏省南京市 210016)NPC Three-level Grid-connected Inverter With Leakage Current SuppressionXIAO Huafeng, YANG Chen, XIE Shaojun(Colledge of Automation, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, Jiangsu Province, China)ABSTRACT: The leakage current eliminating is one of the key technologies in the transformerless grid-connected inverter. Based on the high-frequency common mode equivalent model with parasitic parameters, two rules of leakage current eliminating were summarized. The inefficacy with sine pulse width modulation (SPWM) and three potential strategies with parameters matching are addressed through aforementioned rules for leakage current eliminating of neutral point clamped (NPC) three-level grid-connected inverter, and their satisfied conditions and practical feasibility are analyzed detailedly. The viewpoints and accuracy of the common mode equivalent model were proved by relevant experiments. Meanwhile, a compensation capacitor for compensating stray parameters is proposed, which can advance the leakage current attenuation of NPC three-level grid-connected inverter better. So, a simple, robust, and effective solution is achieved.KEY WORDS: PV grid-connected inverter; transformerless; leakage current; parasitic parameter; NPC three level inverter摘要：共模电流抑制是非隔离型光伏并网逆变器的一个关键技术问题。

首先基于考虑所有寄生参数的非隔离型单相并网逆变器高频共模等效模型归纳出两种抑制漏电流的途径，并将其应用到二极管钳位(neutral point clamped，NPC)三电平并网逆变器中得出仅通过正弦脉宽调制(sine pulse width modulation，SPWM)策略抑制共模电压不可行和通过电路元件参数匹配抑制共模电压的3种可能方案。

针对3种可能的方案分析了它们的成立条件和现实可行性，并通过相应的实验验证结论的可靠性。

其中，提出的通过补偿电容来弥补寄生参数差异的措施可以进一步增强NPC三电平并网逆变器漏电流抑制性能，是一种简单、可靠、有效的实用技术。

基金项目：江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CX08B_ 070Z)；江苏省自然科学基金(BK2008391)。

Project Supported by Innovative Research Project for Postgraduates in Colleges of Jiangsu Province(CX08B_070Z); Project Supported by Natural Science Foundation of Jiangsu Province(BK2008391). 关键词：光伏并网逆变器；无变压器；共模电流；寄生参数；NPC三电平变换器0 引言非隔离型并网逆变器在带来效率高、体积小、重量轻和成本低等优势[1-4]的同时，导致电池板和电网之间存在电气连接。

由于电池板对地寄生电容的存在，并网逆变器开关器件的开关动作可能产生高频时变电压作用在寄生电容之上，而在由电池板寄生电容、直流或交流滤波器和电网阻抗等组成的谐振回路中，出于变换器效率优化的考虑，其阻抗非常低，从而在该回路中产生的共模电流(漏电流)可能超过允许范围。

高频漏电流的产生会带来传导和辐射干扰、进网电流谐波及损耗的增加[2]，甚至危及设备和人员安全。

二极管钳位(neutral point clamped，NPC) 三电平变换器拓扑[5-9]在单相非隔离型光伏并网逆变器中得到广泛认可[2-4, 10-11]。

这主要是因为NPC三电平并网逆变器有弥补由无隔离变压器带来的漏电流[2]和进网直流分量问题[10]的结构优势。

为了更充分地解释和理解NPC三电平并网逆变器的共模特性，文献[10]在忽略桥臂中点寄生电容和电网线路感抗的前提下，推导了非隔离桥式并网逆变器的共模分析模型，并将其应用到NPC三电平并网逆变器中，得出了共模电压为恒定值的结论，但论文中缺乏相应的实验结果来说明结论的正确性和模型的精确性。

文献[11]定性分析了电网线路阻抗对NPC三电平并网逆变器共模电压的影响，给出了相关的仿真波形来说明寄生参数的不可忽略性，却未提出有效的解决方案。

值得注意的是，由于NPC三电平变换器两桥臂中点寄生电容的形成方式明显不同，使得它们大小不一致(一般来讲，开关桥臂的寄生电容DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2010.33.01724 中国电机工程学报第30卷会大于电容桥臂的寄生电容，且随着开关频率的增加现象会越加明显[12])，这可能会影响其漏电流抑制效果，关于该问题的分析，目前还没有研究文献涉及，同时现有文献推导的最终模型中均未包含该寄生参数。

因此，一个考虑所有寄生参数的完整的高频共模电流分析模型是亟需的，它对充分认识物理本质和总结、归纳漏电流抑制方法有重要意义[13]。

本文深入研究NPC 三电平并网逆变器的共模特性，在论证和总结其共模电流抑制途径的基础上，结合电路实际提出进一步增强NPC 三电平并网逆变器漏电流抑制性能的补偿措施，并通过充分的实验研究和数据说明所得漏电流模型的精确性和补偿措施的有效性。

1 非隔离型并网逆变器共模等效电路模型单相逆变电路结构如图1所示，若桥臂1、桥臂2均为开关器件则为全桥电路；若一个为电容支路，另一个为开关支路则为半桥电路，其中开关支路若为三电平开关结构，则为NPC 三电平单相逆变电路。

图1中L 1、L 2为滤波电感，电磁干扰(electromagnetic interference ，EMI)滤波器中C X1、C X2为差模电容，L DM 为差模电感，L CM 为共模电感，C Y1、C Y2为共模电容。

寄生参数C pv1、C pv2为太阳能电池板对大地的分布电容，取决于电池板材料和面积、土壤性质、空气湿度和安装方式等因素[1]；C 1、C 2为桥臂中点对大地的寄生电容(主要由器件的硅片面积对散热器形成[12])；Z Line1、Z Line2为传输线阻抗(以感性为主)；Z G 为电网的接地点与变换器机壳接地点之间的地阻抗。

图1 考虑寄生参数的单相并网逆变器电路 Fig. 1 Single-phase grid-connected inverterwith stray parameters可以推导出单相并网逆变器共模等效电路，如图2所示，其中：1N 2NCM 2u u u += (1)DM 1N 2N u u u =− (2)A B B A 3LCM CM DM A 3LCM B()u Z u Z Z Z u Z Z Z Z +++=+++— (3)B A 3LCM A 3LCM B Z [()]/()Z Z Z Z Z Z Z Z =+++++ (4)DM L22L11A L1L212()()2u Z Z Z Z u Z Z Z Z +−+=+++ (5) A L11L22L1L212Z [()()]/()Z Z Z Z Z Z Z Z =+++++ (6)C2C1DM B C1C22Z Z u u Z Z −=+ (7)B C1C2C1C2Z /()Z Z Z Z =+ (8)Z 1、Z 2、Z 3的详细表达式见附录A ，详细的推导过程可参考文献[13]。

图2(a)中u A 支路受进网滤波器、EMI 滤波器和电网寄生参数支配，对共模电流回路阻抗起主导作用，定义为“滤波支路”，常规的通过增加共模回路阻抗来衰减共模电流的措施就是在该支路中加共模电感来实现的；而支路uB 由桥臂中点寄生电容构成，对共模电流回路阻抗起影响作用，定义为“寄生支路”。

而在先前所有关于并网逆变器共模等效模型的文献中均忽略了寄生支路[10-11]，而本文的出发点就是从该支路入手，深入分析进一步提高并网逆变器漏电流抑制的途径。

从图2(b)中可以总结出两种抑制高频共模电流的途径：1）在匹配电路参数对称和寄生参数对称的前提下(即满足u CM −DM =0)，选择正弦脉宽调制(sine pulse width modulation ，SPWM)开关方式使产生的u CM 电压为恒值(即u 1N +u 2N 为零或固定的电压值)；2）SPWM 开关方式产生的u CM 电压为高频时变时，通过电路参数匹配使得u CM −DM 与u CM 之和为恒值，从而抵消高频共模电压。