太陽能逆變器中的漏電流控制，泄漏電流的標準和檢測

　　光伏系統(tǒng)的漏電流，又稱方陣剩余電流，本質上是一種共模電流。原因是光伏系統(tǒng)與大地之間存在寄生電容。當寄生電容-光伏系統(tǒng)-電網(wǎng)形成回路時，共模電壓會在寄生電容上產(chǎn)生共模電流。

　　太陽能逆變器中的漏電流控制

　　當光伏系統(tǒng)配備工頻變壓器時，由于回路中變壓器繞組之間的寄生電容相對較高，可以在一定程度上抑制回路中共模電壓產(chǎn)生的共模電流。但是在沒有變壓器的光伏系統(tǒng)中，環(huán)路阻抗比較低，共模電壓會形成很大的共模電流。

　　漏電流的危害

　　如果光伏系統(tǒng)中包括直流部分和交流部分的漏電流接入電網(wǎng)，會造成并網(wǎng)電流畸變、電磁干擾等問題，從而影響設備在電網(wǎng)中的運行。網(wǎng)格。此外，漏電流還會使 逆變器外殼帶電，從而威脅人身安全。

　　泄漏電流的標準和檢測

　　根據(jù)NB32004-2013標準7.10.2規(guī)定，在逆變器接入交流電網(wǎng)且交流斷路器斷開的任何情況下，逆變器都應提供漏電流檢測功能。漏電流檢測應能檢測總(包括直流和交流部分)有效值電流、連續(xù)剩余電流。如果連續(xù)剩余電流超過以下限值，應斷開逆變器并在 0.3s 內發(fā)出故障信號：

　　對于額定輸出小于等于30KVA、300mA的變頻器。適用于額定輸出大于30KVA、10mA/KVA的變頻器。

　　光伏系統(tǒng)漏電流有兩個特點。首先是復雜的成分。有直流部分和交流部分。其次，電流分值很低，在毫安級。并且對精度要求極高，需要特殊的電流傳感器。光伏標準規(guī)定，對于光伏漏電流的檢測，必須使用B型，即既能測量交直流漏電流又能測量交直流漏電流的電流傳感器。電流傳感器安裝在逆變器的外線輸出接口上，用于檢測太陽能逆變器輸出接地電極的電流。

　　漏電流控制技術

　　目前，漏電流抑制技術已成為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究的熱點問題。研究機構和制造商正在研究它。漏電流的大小取決于光伏PV與大地之間的寄生電容Cpv，以及共模電壓的變化率。寄生電容的大小與外界環(huán)境條件、光伏電池尺寸和結構等因素有關。它的值通常在 50~150nF/kW 左右。共模電壓的變化率與逆變器的拓撲結構、調制算法等因素有關。

　　對于傳統(tǒng)的無變壓器單相/三相光伏 并網(wǎng)逆變拓撲，有效抑制共模電流(漏電流)的兩個基本條件是：一致選擇橋臂的電感值，綜合非零向量進入?yún)⒖枷蛄恳员３趾愣ǖ墓材ｋ妷骸?/span>

　　1. 整個H4橋拓撲

　　為了解決全H橋光伏逆變器的漏電流問題，可以采用雙極性PWM調制。這種調制方式消除了共模電壓對板子的高頻分量，使共模電壓一般只有一次諧波的低頻分量，從而減少了漏電流的影響。

　　2. H5拓撲結構

　　與全橋型相比，這種拓撲結構只需要增加一個晶體管。這就是將其命名為 H5 的原因。光伏電池在電流續(xù)流期間與電網(wǎng)斷開，以防止面板極對地電壓隨開關頻率波動，從而保持共模電壓幾乎恒定。

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　　3.HERIC拓撲

　　HERIC交流旁路拓撲的工作原理如下：在正半周期間，開關S5常關，S6常開，S1和S4由開關頻率調制。當S1和S4導通時，恒壓分別為Udc和0，共模電壓=Udc/2。當S1和S4關斷時，電流流過S6和S5的反并聯(lián)二極管，恒壓為Udc/2，此時共模電壓=Udc/2。

　　4. H6拓撲結構

　　H6直流旁路拓撲的工作原理如下：在正半周，開關S1和S4始終導通，S5、S6和S2、S3交替導通。當 S5 和 S6 導通時，S2 和 S3 關斷，則共模電壓 = Udc/2。當 S2 和 S3 開啟，S5 和 S6 關閉時，有兩條電流續(xù)流路徑： (1)。S1、S3反并聯(lián)二極管，(2)。S4、S2反并聯(lián)二極管。二極管D7和D8將電壓鉗位到Udc/2，此時共模電壓=Udc/2。負半周的共模電壓也是Udc/2，因此可以有效抑制漏電流。

　　上述所有拓撲結構都通過降低共模電壓來降低泄漏電流。也可以采用3電平或5電平等多電平技術，降低正負極元件的接地電壓，從而減少漏電流。

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