新型无变压器型并网逆变器拓扑结构、调制原理和优化方法研究

批准号:
51207137
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
杨波
依托单位:
学科分类:
E0706.电力电子学
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴建德、梅烨、崔文峰、赵崇文、张驰、向鑫
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中文摘要
针对可再生能源分布式并网发电系统高变换效率和高电能质量的要求,本项目在总结无变压器型并网逆变器技术特点的基础上,研究其拓扑结构和调制原理的形成规律和演绎方法,进而提出新型的电路拓扑和调制策略。通过附加开关管的控制解耦,实现共模对地漏电流的消除;通过倍频调制方式,满足并网电能高质量的要求;通过功率双向四象限调制方法,实现并网发电有功和无功的调节。项目还研究非理想条件下开关器件寄生结电容、并网滤波器结构等实际问题对无变压器型并网逆变器工作状态的影响,针对国际标准中严格的并网规范和安规要求,提出相应的优化设计方法,实现理论分析和设计实践的统一。本项目的开展,为太阳能光伏、电动汽车等新兴产业中相关问题的解决提供可参考的理论和技术基础;积极促进国家在并网逆变技术领域的研究和发展,增强国家在该领域知识产权保护的话语权和国际竞争力,加速可再生能源及分布式并网发电技术在我国的应用和推广。
英文摘要
Focused on the requirements of high conversion efficiency and high power quality in distributed generation systems, and based on the overview of the existing studies and technologies in grid-connected inverters, the general laws of the topologies derivation and the modulation principle of transformerless grid-connected inverters are researched and explored in this project. And the novel circuit topology and modulation strategy are proposed by the general law. Furthermore, the common-mode leakage current is eliminated through controlling the additional switches and decoupling the DC and AC sides of the circuit. The double-frequency SPWM strategy is achieved, and the harmonic contents of output currents are reduced and the power quality is improved accordingly. The four-quadrant operation with bidirectional power flow is proposed in order to implement the regulations of active and reactive power. Moreover, the influences of nonideal factors on the operation modes of transformerless grid-connected inverters, such as the switches' parasitical junction capacitance, the grid-connected filter structure, etc., are discussed detailedly. Accordingly, the effective optimization design methods are presented to accord with the grid-connected standards and security specifications of the grid-connected power system. As a result, the project will provide referable theory base and technological solution for the emerging industries including solar energy, electric vehicle, etc.. Furthermore, its implementation will greatly motivate the research and development in grid-connected inverters, strengthen the nation's rhetorical power in the protection of the intellectual property and also its international competitiveness in this field, and accelerate the application and popularization of renewable energies and distributed generation systems.
研究围绕无变压器型并网逆变器展开,包括新形电路拓扑、调制方法及性能优化等方面:. 首先分析了无变压器型电路的共模漏电流抑制条件,得到了两类具有共模漏电流抑制能力的单相拓扑结构:基于对称电感配置的电路结构和基于非对称电感配置的电路结构。继而从这两种电路结构分别出发,探索具有共模漏电流抑制能力的单相逆变电路的形成方法以及共模漏电流的优化方案。.其次,从高性能的HERIC电路推导得到了基于对称电感配置结构的混合全桥电路。通过对混合全桥电路的基本工作模态的分析,证明了该电路具有共模漏电流抑制能力的结论。在此基础上,给出了混合全桥电路的PWM控制方法,并且分析了该PWM控制策略下的混合全桥电路的工作特性。并搭建了3kW的实验测试平台,验证了混合全桥结构的正确性。. 再次,提出了一种基于非对称电感配置结构的带有飞跨电容结构的多电平电路。该电路由飞跨电容三电平Buck结构与工频换相结构组合而成,不仅继承了多电平电路转换效率高、滤波电感小的优点,而且保留了工频换相结构对电路中的高频共模漏电流的抑制能力,降低了电路直流输入电压。通过对该电路的工作模态的分析,提出了相对应的PWM控制方法。. 最后,分析了电路中的寄生参数以及参数差异性对基于对称电感结构的无变压器型逆变电路中的共模漏电流的影响,并且以HERIC电路为例,给出了系统寄生参数相关的共模谐振电路模型,得到高频共模电压扰动与电路寄生参数之间的关系。基于上述分析,提出了进一步消除系统高频共模漏电流的共模电压箝位结构,并且将该结构运用于已有的全桥型对称电感配置电路进行优化,有效降低了已有拓扑方案中的共模电压的高频扰动,减小了电路寄生参数对系统共模漏电流的影响。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1049/iet-pel.2013.0785
发表时间:2015-03
期刊:Iet Power Electronics
影响因子:2
作者:Wenfeng Cui;Haoze Luo;Yunjie Gu;Wuhua Li;Bo Yang;Xiangning He
通讯作者:Wenfeng Cui;Haoze Luo;Yunjie Gu;Wuhua Li;Bo Yang;Xiangning He
DOI:--
发表时间:2015
期刊:电工技术学报
影响因子:--
作者:Cui Wenfeng;Hu Senjun;Cao Fengwen
通讯作者:Cao Fengwen
DOI:10.1109/tpel.2013.2273975
发表时间:2014-06
期刊:IEEE Transactions on Power Electronics
影响因子:6.7
作者:Yi Zhao;Xin Xiang;Chushan Li;Yunjie Gu;Wuhua Li;Xiangning He
通讯作者:Yi Zhao;Xin Xiang;Chushan Li;Yunjie Gu;Wuhua Li;Xiangning He
Transformerless Inverter With Virtual DC Bus Concept for Cost-Effective Grid-Connected PV Power Systems
具有虚拟直流母线概念的无变压器逆变器,适用于经济高效的并网光伏发电系统
DOI:10.1109/tpel.2012.2203612
发表时间:2013-02-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS
影响因子:6.7
作者:Gu, Yunjie;Li, Wuhua;He, Xiangning
通讯作者:He, Xiangning
泛素修饰酶介导结直肠癌β-catenin持续激活的调控机制和干预策略研究
- 批准号:U21A20420
- 项目类别:--
- 资助金额:260万元
- 批准年份:2021
- 负责人:杨波
- 依托单位:
干预肿瘤免疫检查点蛋白PD-L1的药物再发现研究
- 批准号:--
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:298万元
- 批准年份:2019
- 负责人:杨波
- 依托单位:
塔里木盆地-西昆仑山结合带三维电性结构及其地球动力学意义
- 批准号:41774079
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:杨波
- 依托单位:
缺氧调控肝癌YAP信号通路介导巨噬细胞M2型极化的机制研究
- 批准号:81773753
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:杨波
- 依托单位:
基于抑制肿瘤相关巨噬细胞M2型极化的PZ8抗肿瘤转移作用机制研究
- 批准号:81473226
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:100.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:杨波
- 依托单位:
小分子eIF4E抑制剂转录后调控HIF-1α及其在抗肿瘤活性中的作用研究
- 批准号:81273535
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:杨波
- 依托单位:
eIF2α信号通路在低氧生物还原性药物抗肿瘤活性中的作用研究
- 批准号:81072657
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:杨波
- 依托单位:
新型低氧选择性抗肿瘤化合物对肿瘤细胞HIF1a蛋白分子合成和翻译后修饰的影响
- 批准号:30873096
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:杨波
- 依托单位:
生长在流体基底表面磁性薄膜的结构和特性研究
- 批准号:50701037
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:18.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:杨波
- 依托单位:
HIF-1a介导的VEGF/Flt1自分泌环路在低氧诱导肿瘤耐药过程中的调控作用研究
- 批准号:30672484
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:杨波
- 依托单位:
国内基金
海外基金
