高可靠性非隔离型五电平并网逆变器拓扑与控制

郭小强; 吴卓群; 骆然; 卢志刚; 华长春

doi:10.7500/AEPS20210805008

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高可靠性非隔离型五电平并网逆变器拓扑与控制

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 高可靠性非隔离型五电平并网逆变器拓扑与控制
- Topology and Control of Five-level Transformerless Grid-connected Inverter with High Reliability
- 电力系统自动化 2022年46卷第5期页码：151-158
- 作者机构：
  
  燕山大学电气工程学院，河北省秦皇岛市 066004
- 作者简介：
  
  郭小强(1979—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源发电技术。E-mail：yeduming@163.com
  吴卓群(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：新能源发电技术。E-mail：wzq1027@stumail.ysu.edu.cn
  骆然(1994—)，女，硕士研究生，主要研究方向：新能源发电技术。E-mail：luoran@stumail.ysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52077190);河北省自然科学基金创新研究群体项目(F2020203013);河北省“三三三人才工程”资助项目(A202005001)
- DOI：10.7500/AEPS20210805008
  中图分类号：
- 收稿：2021-08-05，
  
  修回：2021-09-16，
  
  网络出版：2021-12-30，
  
  纸质出版：2022-03-10
- 稿件说明：
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郭小强,吴卓群,骆然等.高可靠性非隔离型五电平并网逆变器拓扑与控制[J].电力系统自动化,2022,46(5):151-158.

GUO Xiaoqiang,WU Zhuoqun,LUO Ran,et al.Topology and Control of Five-level Transformerless Grid-connected Inverter with High Reliability[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):151-158.
郭小强,吴卓群,骆然等.高可靠性非隔离型五电平并网逆变器拓扑与控制[J].电力系统自动化,2022,46(5):151-158. DOI： 10.7500/AEPS20210805008.

GUO Xiaoqiang,WU Zhuoqun,LUO Ran,et al.Topology and Control of Five-level Transformerless Grid-connected Inverter with High Reliability[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):151-158. DOI： 10.7500/AEPS20210805008.

摘要

针对传统非隔离型并网逆变器存在桥臂直通风险及接地共模漏电流的问题，提出一种新型高可靠性非隔离型并网逆变器拓扑及其控制方法，仅用6个开关即可实现五电平输出，同时具有高可靠性和漏电流抑制能力。首先，分析了该逆变器的拓扑结构特性及工作模态，在此基础上提出一维空间矢量调制，实现了系统六开关的协调控制，设计了电容电压平衡控制方案，建立了各工作模态高频等效模型并进行分析。最后，搭建了硬件实验平台，在数字化平台上对所提出的方案进行实验验证，实验结果验证了所提新型拓扑、控制方法及均压策略的可行性和有效性。

Abstract

The traditional transformerless grid-connected inverter has the risk of bridge arm shoot-through and the defect of grounding common-mode leakage current. Aiming at these problems

this paper proposes a novel topology and the control method for transformerless grid-connected inverters with high reliability. The proposed inverter is able to output five-level voltage with six switches only

and it has the capability of leakage current suppression with high reliability. First

the topology characteristics and operating modes of the inverter are analyzed. On this basis

the coordinated control of six switches of the inverter is completed by using the one-dimensional space vector modulation. The capacitor voltage balance control scheme is designed

and the high-frequency equivalent model in each operating mode is established for analysis. Finally

a hardware experimental platform is built

and the proposed scheme is experimentally verified on a digital platform. The experimental results verify the feasibility and effectiveness of the proposed topology

control method and voltage balance strategy.

关键词

Keywords

references

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