【摘 要】
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光伏系统中开关器件的高频通断导致了过高的电压变化率(du/dt)和电流变化率(di/dt)。电路当中的寄生参数,如寄生电容和电感,在较高的du/dt和di/dt下会产生较大的电流和电压,
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光伏系统中开关器件的高频通断导致了过高的电压变化率(du/dt)和电流变化率(di/dt)。电路当中的寄生参数,如寄生电容和电感,在较高的du/dt和di/dt下会产生较大的电流和电压,不仅对系统自身带来不利影响,甚至会危及到人的生命安全。为了解决开关器件高频通断下过高的du/dt和di/dt带来的问题,电力电子从业者不断从拓扑结构和控制策略角度对光伏系统进行研究,得到一些不断优化的拓扑结构和控制策略。由于成本高、控制复杂等原因,很多研究成果并不能真正应用到实际的工程领域。实际上高频化带来的一系列问题与系统中的寄生参数也有着直接的关系,从系统层面看寄生参数的作用可以简单划分为两类:一是为干扰提供传导路径(寄生电容),另外一个是充当感应元件(寄生电感)。并且一般来讲,寄生参数越大,所带来的干扰越严重。如果减小系统中的寄生参数,那么一定程度上也会减小du/dt和di/dt对系统的影响。基于以上思路,针对中大功率光伏系统存在的共模电流和过电压问题,本文展开了对与其相关的共性结构寄生参数的研究。研究对象为光伏组件的寄生电容和逆变器主回路叠层母排的寄生电感。采用有限元分析软件系统性对寄生电容和寄生电感进行建模与分析,研究了电容值和电感值的影响因素,对一些理论进行更清晰的阐述,同时对一些误导性结论进行了纠错。本文也探究了两种寄生参数背后电磁机理,提出了几点优化设计思路以减小光伏组件的寄生电容和叠层母排的寄生电感,为光伏系统中共模电流和尖峰电压问题提供新的思路。
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