逆变器无功调节电路

逆变器无功调节电路

静止无功发生器SVG的基本工作原理在于利用IGBT等可关断、大功率、高频率电力电子器件构建自换相桥式电路，通过电抗器并联接入电网，实现对交流侧输出电压幅值和相位的实时调节，或直接控制其交流侧电流，以吸收或发出满足特定需求的无功电流，从而达到动态无功补偿和电压动态控制的目的。

具体而言，SVG以三相大功率电压型逆变器为核心，其输出电压通过连接变压器接入系统，确保与系统侧电压保持同频同相。通过调整输出电压幅值与系统电压幅值之间的关系，可以确定SVG输出功率的性质与容量。当输出电压幅值大于系统侧电压幅值时，SVG输出容性无功，反之则输出感性无功。

在实际应用中，SVG能够灵活调节无功功率，有效改善电能质量，降低电网损耗，提高供电系统的稳定性和可靠性。通过精确控制SVG输出的无功电流，可以快速响应电网中的电压变化，提供动态的无功补偿，确保电网电压的稳定。

此外，SVG还可以根据电网的实际需求进行无功功率的动态调整，例如在负载变化时自动调节无功功率，维持电压水平，防止电压波动和闪变现象的发生。这种动态控制能力使得SVG在电力系统中具有广泛的应用前景。

综上所述，SVG通过电力电子技术实现对无功功率的精确控制，从而为电力系统提供了有效的无功补偿解决方案，进一步提升了电网的运行效率和可靠性。

单相小功率逆变器拓扑

逆变器技术在光伏并网系统中的应用日益广泛，尤其在低压电网指令和无功调节方面面临挑战。常见拓扑结构在抑制漏电流和共模电流方面存在局限性，因此高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制成为关键。本文将详细介绍逆变器拓扑在这些问题上的解决方案和改进。

传统小功率逆变器主要使用H4单相全桥拓扑，但由于存在漏电流问题，需要通过改变调制策略或增加RC吸收电路、输出隔离变压器等方式解决，这些措施会导致效率下降、体积增大和成本增加。德国SMA公司推出的H5结构从根本上解决了漏电流问题，随后出现了一系列解决漏电流的拓扑，如H6、双Buck拓扑等，这些拓扑在提高效率方面表现出色。

抑制共模电流是提升逆变器性能的关键之一。共模电流影响系统安全，降低效率，并引入谐波。逆变器中寄生电容的存在导致共模电压变化，进而产生共模电流。抑制共模电流的方法主要是降低共模电压的频率或维持共模电压不变。在实际应用中，选择合适的拓扑结构对于抑制共模电流至关重要。

H4和H6拓扑在抑制共模电流方面的性能分析表明，H6拓扑相对H4拓扑在共模电流抑制上具有优势。H6逆变拓扑采用单极性SPWM调制，产生高频SPWM输出波形，通过LC滤波器连接市电。控制环路通过采样BUS电压、市电电压和电感电流，实现输出电流与市电电压相位的同步，同时满足各法规对输出电流的要求。在工作原理中，H6逆变桥采用6个开关管驱动波形，实现高频和低频开关管的优化配置，以减少损耗和提高效率。

在H6拓扑中，开关管的选取考虑了开关频率和电流峰值等因素，以确保在稳定工作条件下，高频开关管开关动作时的△Vds范围较小，从而减少开关损耗。此外，通过合理配置二极管、滤波电感和滤波电容，实现逆变器的高效运行和良好的电流输出波形。

为了进一步优化逆变器的性能，设计了差分采样电路和抬升电路，以满足DSP28335的ADC输入电压范围需求。逆变器的输出滤波器采用LC或LCL结构，选择合适的滤波器结构以满足不同应用场合的需求，从而实现对高频谐波的有效衰减。

最后，通过双极性和单极性SPWM控制方式的比较，双极性SPWM虽然在损耗和电感电流纹波方面相对较高，但不存在共模漏电流问题，且不容易产生过零点畸变。因此，在设计逆变器控制策略时，需要综合考虑效率、损耗和系统稳定性等因素。

综上所述，高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制策略是小功率逆变器面临的技术难题。通过采用先进的拓扑结构、优化控制策略和合理配置电路组件，可以显著提升逆变器的性能和可靠性，满足低压电网指令和无功调节的需求。

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