发布时间 : 星期日 文章Renewable and Sustainable Energy Reviews 15(2011) 3423– 3431中文翻译更新完毕开始阅读468958130b4e767f5acfcecf
损耗不均匀地分布在所有半导体上[51]。
最后，值得指出的是这种替代大约比级联H桥（CHB）或飞电容（FC）拓扑结构[52]便宜15％，以及它强大简单，所以它在一些商用无变压逆变器中使用。此外，一些半导体制造商提供拥有综合完整的NPC支路的电源模块。 4.3.飞电容(FC)
飞电容拓扑的结构和性能和上面描述的NPC拓扑[53,54]类似，因此它提供了一个非常低的漏电流。浮动电容CFC的描绘如图11取代钳位二极管在NPC半桥拓扑中的位置，并提供了第三个输出电压水平，即0V电平。
为了避免启动时在晶体管内不必要的过电压，浮动电容器预充电将需要一个特殊的电路[55]。此外，浮动电容的电压必须控制在给定的参考值，因此FC控制策略比NPC控制更加复杂[5,56]。然而，当有几个输出水平时，一个简单的技术使用感应当有可用于逆变器的输出阻抗[57]。这种技术是基于冗余变频器开关状态[58,59]。
一个有趣的特性是水平足够高时，FC变频器的操作容错允许。此操作允许变频器继续工作即使晶体管或一个浮动电容器损坏[60,61]。 4.4. 电容分压器NPC半桥
这种拓扑结构，对于上述NPC半桥拓扑增加了电容分压器[15]，从而避免了直接连接中性线直流母线的中点，如图12所示。这确保了弦杆的电压保持不变通过额外的电容分压器，从而获得降低漏电流。
需要重要指出的是，如果直接使用中性线连接高精度的直流母线的中点传感器是必要的，以确保没有直流电流注入到电网，使整个系统的成本和复杂增加。在NPC半桥电容分压器拓扑上，电容器集成了输出电流的随时间变化的直流分量，从而促进传感器不太准确的检测电压，因此尽管有两额外的大电流电容器，却有更低的成本。应当指出的是，拓扑结构其余的优点和缺点与NPC半桥拓扑是相同的。 4.5.ConergyNPC
Conergy NPC半桥，是Conergy公司已开发和专利另一个变种NPC半桥拓扑[62]。如图13所示拓扑结构的基本原理，它包括半桥逆变器和一个可以适用于0V输出电压的分支。
这种拓扑结构的特点是类似于NPC半桥，但它提供了更高的效率，使得它适合于低功耗应用[63]。
4.6. 有源NPC (ANPC)
它由反并联功率晶体二极管取代NPC的钳位二极管逆变器，拓扑结构如图14所示。这种拓扑结构被称为有源NPC拓扑（ANPC），其主要特点是可以在任何时间控制路径的电流[63,64]，它可以让分布损失提高[65-67]，从而平均功率晶体管的负载，并增加了转换器的最大输出功率[49,51]。但是，有时侯可能选择最大电流的NPC拓扑结构更加便宜[68]，尤其是在低功耗应用中。
5.无变压光伏逆变器基本特性
为了获得更好的了解到现在为止提出的几个拓扑的性能，用以下前定义的关键项目比较他们：
?输入电容器和电容数量：输入电容用于提供输入电流的交流分量。在某些拓扑多个电容器（或多个银行电容器）是必要的，因此，直流环节的设计更为复杂。在一些拓扑输入频率电流低，因此，输入电容必要时可以达到峰值。
?功率半导体：使用的最低数量电源开关很重要，因为它直接影响到转换器的成本。半导体的额定电压通常会影响其功率损失，因此，它在低电压等级的开关拓扑结构。
?输出电压：一个良好的输出电压质量意味着一个很好的输出电流品质，低电流谐波含量容易过滤掉。这意味着，三电平输出电压拓扑有能力比那些只具有较低的电磁辐射两个级别的输出电压有更好的表现。
?MPPT的数量：光伏逆变器能够控制其输入电压从光伏组件获得的功率。一些拓扑可以控制一个以上的输入电压，因此它可以跟踪几个最大电源点，从而提高了不同条件下的性能隔离条件。
?漏电流：正如前面的介绍，它是强制性，需要强制减少无变压逆变器中的漏电流。 表1显示拓扑结构通过使用的先定条件之间的比较项目 6.结论
本文回顾了单相光伏逆变器无变压拓扑的提出。一方面，替代结构都基于古典拓扑，半桥和全桥被广泛研究。另一方面，提出了基于多电平逆变器的拓扑，以及他们的发展。无变压拓扑结构的主要问题是在输入两极对地的波动电压。两个解决这个问题的方法是：在电网续流阶段断开光伏，或连接太阳能光伏板极的中性线。
在半桥拓扑中，输入电流有一个50Hz的分量，而在全桥拓扑结构中这部分频率是100Hz。因此，全桥拓扑结构需要的输入电容比半桥的低。因此，全桥转换器可能比半桥更可靠的和较低成本。
CHB拓扑结构使用最低的额定电压开关，因此可以实现高效率，但是，它需要大量的开关。相反，半桥拓扑只需要2开关，但他们需要限制最高电压。
为了获得性能和转换器成本之间良好的比例，可获得了三个水平的输出电压。全桥拓扑结构和一些多层次的半桥拓扑允许转换器获得三个水平的输出电压。此外，CHB的拓扑结构可以产生更多的输出电压水平。
发电控制电路可以和半桥拓扑结构使用，从而控制两输入电压。如果使用CHB拓扑，那么更高的输入电压水平可控制在转换器内。
如果栅极信号之间的同步是正确的调整，HERIC和H5拓扑结构能提供一个非常低的漏电流。此外，值得指出的是，所有的半桥拓扑结构连接到输入的中点中性电压呈现相当低的漏电流。 鸣谢
这项工作是由西班牙科技部和创新基金ENE2009 - 13998 - C02 -02 支持。 参考文献
[1] Jaer-Waldau A. Photovoltaics and renewable energies in Europe. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2007;11:1414–37. [2] de Alegría Mancisidor IM, Díaz de BasurtoUraga P, Martínez de Alegría Mancisidor I, Ruiz de Arbulo López P. European Union’s renewable energy sources
and energy efficiency policy review: the Spanish perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2009;13:100–14.
[3] Eltawil MA, Zhao Z. Grid-connected photovoltaic power systems: technical and potential problems—a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews
2010;14:112–29.
[4] Manjrekar MD, Kieferndorf R, Venkataramanan G. Power electronic transformers for utility applications. In: Conference record of the 2000 IEEE industry applications conference. 2000. p. 2496–502.
[5] Calais M, Agelidis VG, Meinhardt M. Multilevel converters for single-phase grid connected photovoltaic systems: an overview. Solar Energy 1999;66:325–35.
[6] Kerekes T, Teodorescu R, Rodriguez P, Vazquez G, Aldabas E. A new highefficiency single-phasetransformerless PV inverter topology. IEEE Transactions on Industrial Electronics 2009;58:184–91.
[7] Araujo SV, Zacharias P, Sahan B. Novel grid-connected non-isolated converters for photovoltaic systems with grounded generator, PESC 2008. In: IEEE power electronics specialists conference. 2008. p. 58–65.
[8] Burger B, Kranzer D. Extreme high efficiency PV-power converters, EPE ‘09. In: 13th European conference on power electronics and applications. 2009. p. 1–13.
[9] Velasco D, Trujillo CL, Garcerá G, Figueres E. Review of anti-islanding techniques
in distributed generators. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2010;14:1608–14.
[10] Dincer I. Renewable energy and sustainable development: a crucial review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2000;4:157–75.
[11] Kjaer SB, Pedersen JK, Blaabjerg F. A review of single-phase grid-connected inverters for photovoltaic modules. IEEE Transactions on Industry Applications 2005;41:1292–306.
[12] Salas V, Olías E. Overview of the state of technique for PV inverters used in low
voltage grid-connected PV systems: inverters below 10 kW. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2008;13:1541–50. [13] Lin M, Fen T, Fei Z, Xinmin J, Yibin T. Leakage current analysis of a singlephase transformer-less PV inverter connected to the grid, ICSET 2008. In: IEEE
international conference on sustainable energy technologies. 2008. p. 285–9. [14] Lopez O, Freijedo FD, Yepes AG, Fernandez-Comesaa P, Malvar J, Teodorescu R, et al. Eliminating ground current in a transformerless photovoltaic application. IEEE Transactions on Energy Conversion 2010;25:140–7.
[15] Gonzalez R, Gubia E, Lopez J, Marroyo L. Transformerless single-phase multilevel-based photovoltaic inverter. IEEE Transactions on Industrial Electronics
2008;55:2694–702.
[16] Schimpf F, Norum LE. Grid connected converters for photovoltaic, state of the art, ideas for improvement of transformerless inverters. NORPIE; 2008.
[17] Kerekes T, Teodorescu R, Borup U. Transformerless photovoltaic inverters connected
to the grid, APEC 2007. In: Twenty second annual IEEE applied power electronics conference. 2007. p. 1733–7.