Juniper EX4200-24F-TAA主電路拓?fù)?/strong>

2.1 Juniper EX4200-24F-TAA拓?fù)溥x擇

    準(zhǔn)單級(jí)式反激逆變器僅有一級(jí)的功率變換^[4]，拓?fù)浜?jiǎn)單，尤其適合低成本應(yīng)用場(chǎng)合的要求。在斷續(xù)模式（DCM）及臨界連續(xù)模式（BCM）下，其呈現(xiàn)電流源特性，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，市目前光伏微逆變器的理想拓?fù)?。由于反激變換器輸出功率有限，在微逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，這里采取如圖1所示交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)：將兩路反激變換器輸入并聯(lián)，輸出并聯(lián)，原邊的主管交錯(cuò)180度導(dǎo)通以減小輸入輸出電流紋波，同時(shí)公用一組輸出極性翻轉(zhuǎn)橋；考慮到反激變壓器漏感的存在，進(jìn)一步采取有源鉗位技術(shù)回收漏感，并實(shí)現(xiàn)了主管和輔助管的ZVS，有效減小開(kāi)關(guān)損耗，提高了電路效率。

圖1 交錯(cuò)并聯(lián)反激型微逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

    此時(shí)光伏組件經(jīng)過(guò)反激變換器主開(kāi)關(guān)SPWM高頻調(diào)制，得到包絡(luò)線為單極性工頻正弦半波的輸出電流。交流側(cè)的工頻換向橋驅(qū)動(dòng)時(shí)序跟蹤電網(wǎng)電壓，將前面的單極性工頻正弦半波翻轉(zhuǎn)為正弦波并網(wǎng)電流，與電網(wǎng)電壓同頻同相。

2.2 Juniper EX4200-24F-TAA工作模式分析

    根據(jù)變壓器的磁通是否連續(xù)，可將反激變換器的工作模式分為電感電流連續(xù)模式（CCM）、DCM及BCM 3種。CCM模式下反激逆變器相對(duì)穩(wěn)定性較差，需要妥善處理。目前主流的反激逆變器以DCM及BCM為主，但由于在BCM模式下，需要采用變頻控制，計(jì)算和控制都較為復(fù)雜，因此這里采用DCM。相對(duì)BCM及CCM，DCM的優(yōu)點(diǎn)是恒頻工作，控制簡(jiǎn)單，且消除了次級(jí)二極管反向恢復(fù)問(wèn)題；缺點(diǎn)是相比CCM此時(shí)勵(lì)磁電感較小，器件峰值電流應(yīng)力較大。

    為確保變換器工作在DCM，需其初級(jí)電感Lp即勵(lì)磁電感小于臨界連續(xù)電感值。定義工頻周期T_grid是高頻開(kāi)關(guān)周期的2k倍，定義d_p為zui大占空比，由于輸入電流大小和占空比成正比，因此每個(gè)開(kāi)關(guān)周期的占空比也是正弦脈絡(luò)d_psin(iπ/k)，則變壓器原邊電流i_dc的平均值為：
                                                                       

化簡(jiǎn)得

將P_in=U_dc*I_dc,avg帶入上式可得變壓器原邊電感：

3 Juniper EX4200-24F-TAA控制系統(tǒng)

3.1控制框圖

    準(zhǔn)單級(jí)式微逆變器需同時(shí)完成MPPT、鎖相、孤島檢測(cè)和入網(wǎng)電流控制^[5][6]。如圖2所示，通過(guò)MPPT計(jì)算提供得到的并網(wǎng)電流的基準(zhǔn)幅值I_o大小，從而確保光伏組件以zui大功率向電網(wǎng)傳輸能量。鎖相提供并網(wǎng)電流的相位信息，確保入網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。孤島檢測(cè)是并網(wǎng)逆變器所必須具備的功能，在電網(wǎng)異常情況下關(guān)閉逆變器，確保人員和設(shè)備的安全。入網(wǎng)電流控制是并網(wǎng)逆變器的核心控制部分，這里通過(guò)采樣輸出電流閉環(huán)控制，確保了高質(zhì)量的并網(wǎng)電流（理論上在DCM下，開(kāi)環(huán)控制即可實(shí)現(xiàn)電流源并網(wǎng)，但其并網(wǎng)電流總諧波含量相對(duì)較高）。

圖2 Juniper EX4200-24F-TAA控制系統(tǒng)

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