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2011 年 2 月 电 工 技 术 学 报 Vol.26 No. 2 第 26 卷第 2 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb. 2011 高效率中点钳位型光伏逆变器拓扑比较 1,3 2 3 1 马 琳 孙 凯 Remus Teodorescu 金新民 （1. 北京交通大学电气工程学院 北京 100044 2. 清华大学电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室 北京 100084 3. 奥尔堡大学能源技术系 奥尔堡 9220 ） 摘要 光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的核心部件之一。为了提高太阳辐射能的利用效 率，降低光伏发电的成本，高效率的光伏逆变器拓扑已成为近年来的研究热点。中点钳位型（NPC ） 三电平电路拓扑由于具有开关损耗小、电磁干扰（EMI ）小、光伏阵列对地杂散电容上无共模漏 电流、所需滤波电感小等优点，非常适用于单相光伏逆变器。本文对三种典型的三电平NPC 拓扑 （二极管NPC 、有源NPC （ANPC ）和Conergy NPC ）进行了全面深入的比较分析，包括调制原 理、功率损耗分布、器件成本和性能特点，并通过实验测试了三种拓扑的效率。研究结果表明： ①Conergy NPC 的效率在三种拓扑中最高，且所用器件数最少；②有源NPC 的功率损耗分布可以 灵活调节，有利于大功率应用场合的散热设计，但其控制比较复杂，且器件成本在三种拓扑中最 高；③二极管NPC 拓扑的功率损耗分布不易调节，不利于大功率应用场合的散热设计。 关键词：光伏逆变器 中点钳位 高效率 拓扑 中图分类号：TM46 Comparison of the Topologies of High Efficiency Neutral Point Clamping Photovoltaic Inverters Ma Lin 1,3 Sun Kai2 Remus Teodorescu3 Jin Xinmin 1 （1. Beijing Jiaotong University Beijing 100044 China 2. Tsinghua University Beijing 100084 China 3. Aalborg University Aalborg 9220 Denmark ） Abstract Photovoltaic (PV) inverter is one of the key elements in photovoltaic generation system. In order to enhance the utilization efficiency of solar energy and lower the cost of PV generation, high efficiency PV inverters have obtained much more attention during recent years. Neutral point clamping (NPC) three-level topologies have some attractive advantages, such as low switching loss, low EMI, no PV
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