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用于可再生能源系统的混合三电平/两电平逆变器性能分析
Performance Analysis of a Hybrid Three-Level/Two-Level Inverter for Renewable Energy Systems: NPV Balancing, Dead Time and Leakage Current Suppression
Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
无变压器并网光伏系统面临共模电压与泄漏电流等挑战，导致并网电流畸变、损耗增加及电磁干扰。本文对一种三相混合三电平/两电平逆变器进行综合分析，在减少开关器件数量的同时有效应对上述问题。通过数学推导与实验验证了中点电压在平衡与不平衡负载下的自平衡特性，并提出一种新型占空比调节策略以抑制直流偏磁影响。分析了死区效应对逆变器性能的理论影响，并改进脉宽调制策略以降低共模电压。仿真与实验结果验证了所提控制方法在中点电压平衡、死区补偿及泄漏电流抑制方面的有效性与可靠性。
解读: 该混合三电平/两电平拓扑技术对阳光电源SG系列无变压器光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。其中点电压自平衡特性可简化阳光现有三电平NPC拓扑的均压控制算法，减少功率器件数量降低成本；改进的死区补偿策略可直接应用于SG110CX等高功率密度产品，提升并网电流质量；共模电压抑制方案对解决1500...