← 返回
一种具有有源功率解耦的新型单相非隔离双输入微逆变器
A Novel Single-Phase Nonisolated Dual-Input Microinverter With Active Power Decoupling
| 作者 | Chengqi Xiao · Weimin Wu · Qingkai Guo · Mohamed Orabi · Eftichios Koutroulis · Henry Shu-Hung Chung |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年10月 |
| 技术分类 | 智能化与AI应用 |
| 技术标签 | 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 单相非隔离微逆变器 有源功率解耦 共地 漏电流 薄膜电容 |
语言:
中文摘要
针对单相非隔离型微型逆变器(MI)面临的漏电流和功率波动等挑战,本文提出了一种具有有源功率解耦能力的非隔离共地型微型逆变器。在该拓扑中,光伏(PV)组件与电网具有公共端,从而消除了共模漏电流。双输入源与电网之间的功率解耦是固有的,因此可以用长寿命、小容量的薄膜电容器替代电解电容器。所提出的微型逆变器仅需四个开关,并且能够以模块化方式处理两个光伏组件的功率。实验室搭建了一台400 W的实验样机,以验证所提出的微型逆变器的性能以及所提方案的可行性。
English Abstract
Aiming at the challenges faced by single-phase nonisolated microinverters (MIs) such as leakage current and power fluctuation, a nonisolated common-ground MI with active power decoupling capability is proposed in this article. In this topology, the photovoltaic (PV) module and the grid have a common terminal, thereby eliminating the common-mode leakage current. Power decoupling between dual-input sources and the grid is inherent, so electrolytic capacitors can be replaced with long-life, small-capacity film capacitors. The proposed MI requires only four switches and can handle the power of two PV modules in a modular manner. A 400-W experimental prototype has been built in the laboratory to verify the performance of the proposed MI and the feasibility of the proposed scheme.
S
SunView 深度解读
从阳光电源光伏逆变器产品线的角度来看,这项单相非隔离双输入微型逆变器技术呈现出显著的应用价值。该技术通过共地拓扑设计有效解决了非隔离型逆变器长期面临的漏电流问题,这与我司在组串式逆变器领域追求的高安全性标准高度契合。
技术的核心创新在于有源功率解耦设计,能够用薄膜电容替代电解电容,这将直接延长产品使用寿命至20年以上,与光伏组件寿命匹配,大幅降低运维成本。对于我司正在拓展的户用光伏市场,这意味着更具竞争力的全生命周期成本优势。双输入架构支持两块组件的模块化处理,仅需四个开关器件,在提升系统灵活性的同时降低了物料成本和控制复杂度,符合我司产品平台化战略。
从技术成熟度评估,400W原型机验证表明该方案已具备工程化基础,但距离量产仍需解决几个关键问题:一是功率等级扩展性,需验证在1-3kW户用典型功率段的性能表现;二是双输入源的MPPT协同控制策略,需确保不同光照条件下的发电效率;三是薄膜电容在宽温度范围内的可靠性数据积累。
对阳光电源而言,该技术可作为下一代户用微逆产品的技术储备,特别适合阳台电站、小型分布式等新兴场景。建议将其纳入预研计划,重点攻克多组件差异化MPPT算法和拓扑优化设计,结合我司在功率半导体和数字控制方面的积累,有望在高可靠性微逆市场建立差异化优势。