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光伏逆变器提高效率方法研究意义？太阳能利用成本高，尤其是电池板，效率是光伏逆变器技术发展的主动力1前期费用和可行性研究2太阳电池（含支架）3并网逆变器4配电测量及电缆等5设备运输6安装调试7税金及其它太阳能光伏电站开阔地并网投入成本8%55%13%9%6%6%3%1234567太阳电池（含支架）3并网逆变器4配电测量及电缆等5设备运输6安装调试7税金及其它太阳能光伏电站建筑并网投入成本5%62%13%3%3%9%5%1234567？拓扑研究新的问题：1.漏电流加大与可靠性？？2.欧洲效率？？HOW:光伏逆变器平均成本及变化趋势（数据来源:IHS数据库，2013年6月）隔离和无变压器型光伏逆变器安装容量（数据来源:IHS数据库，2013年6月）光伏逆变器发展趋势-装机增多，成本下降010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,000100,000201120122013201420152016201720202022Shipments(MW)Revenues($M)全球光伏逆变器总装机容量及收益（数据来源:IHS数据库，2013年6月）并网逆变器可靠性效率新拓扑新拓扑漏电流单极性调制共模电压非隔离损耗功率器件损耗电感纹波损耗软开关技术器材发展新拓扑新拓扑新拓扑新拓扑双极性调制调制方式变压器损耗去除新拓扑新拓扑新拓扑新拓扑器件升级与混搭可靠性？多电平其它调制其它降低损耗技术主流逆变器拓扑分析（1）：H桥及演变派生典型案例1：SMAH6拓扑及调整（PUBUS2009/0103340A1）a)正向电流b)负向电流优点是：高效（效率欧效97%,最高98.5%），消除漏电流中的高频部分缺点是：需要2个额外的开关，导通损耗大S1S2S3S4LCS5S6PVArraydcCS1S2S3S4LCS5S6PVArraydcC：SMAH5拓扑及调整(PUBUS2009/0103340A1)a)正负电流b)续流优点是：高效（效率欧效97%,最高98%），消除漏电流中的高频部分缺点是：需要一个额外的开关，导通损耗大：SunwaysHERIC拓扑及调制(US7046534)a)正负电流b)续流优点是：高效（效率欧效95%,最高95.6%），消除漏电流中的高频部分缺点是：需要两个额外的开关，导通损耗大LLdcCdcCS1S2S3S4S5S6CLLdcCdcCS1S2S3S4S5S6C优点是：高效（效率欧效97.5%,最高98%），消除漏电流中的高频部分，滤波器上电压单极性损耗低，升压电路必要时才工作，一个桥臂开关频率低，漏电小缺点是：需要两个额外的开关，需要双直流电压典型案例4：REFUsol拓扑及调制(DE102006010694)a)正电流b)负电流LLS1S2S3S4CS+S-LLS1S2S3S4CS+S-优点是：效率高（效率欧效95.1%,最高96.5%），无漏电流无高频成分，滤波器上电压单极性损耗低，直流旁路开关电压为直流电压一半缺点是：需要两个额外的开关和二极管，非零状态4个导通损耗大典型案例5：IngeteamHB-DCBP拓扑及调制(WO2008015298)a)正负电流b)续流LLdcCS1S2S3S4S5CdcCS6D+D-LLdcCS1S2S3S4S5CdcCS6D+D-优点是：消除漏电流中的高频部分漏电小，可以任意功率因数工作缺点是：需要一个额外的开关和4个二极管，死区钳位时输出双极性电压，滤波器损耗大典型案例6：HB-ZVR拓扑及调制a)正负电流b)续流LLdcCdcCS1S2S3S4S5CD1D2D3D4LLdcCdcCS1S2S3S4S5CD1D2D3D4注：派生H桥是增加一个高频开关或者旁路交直流方式将两电平转换成三电平主流逆变器拓扑分析（二）：NPC派生演变优点是：高效，电压单极性铁芯损耗小，外部开关损耗小，漏电不含开关频率分量缺点是：需要两个额外的开关双输入电压，开关损耗不均衡，中点引入电感(EMI滤波器产生的高频共模电压通过该电感会产生漏电流)典型案例1：中点箝位电流示意图主流逆变器拓扑分析（二）：NPC派生演变优点是：高效（欧效95.1%，最高96.1%），单极性降低铁芯损耗，漏电小，开关损耗均衡缺点是：开关S1、S2额定电压高一些，需要双电压输入，在中点引入电感。典型案例2：ConergyT字三电平拓扑及调制(WO2007/048420A1)电流示意图LPVArraydcCS1S2S3S4CdcC注：NPC适合功率等级范围宽。主流逆变器拓扑分析（三）：拓扑演变及相关专利1.H6变形拓扑S1S3S4S5S6LLCS2燕山大学2013发明公布（CN102412748A）深圳科士达2010.6实用新型专利（CN201536328U）发明公布（CN101814855A）LS1S4S2S3D1D2LS5S6新疆特变电工2011.8发明申请（CN102157955A）LLdcCS1S2S3S4S5S6C燕山大学2012.4发明申请（CN102412748A）发明申请（CN102163852A）LLdcCS1S2S3S4S5S6CdcCS7S8东南大学2012.7实用新型（CN202309553U）发明公布（CN102570881A）公开(CN102918759A)（US006005787）实用授权（CN201789430U）发明申请（CN103219907A）从已公布的专利看，H6变形基本穷举完毕，H5无法变动2.多电平拓扑变形从可能性上还有发展空间，从实用价值上没有开拓空间3.拓扑研发本身的目的是降低功率器件的损耗和增加安全性，拓扑的演变一般会解决一个问题又产生另一个问题，降低器件损耗理论上讲没有底限拓扑分析之器材篇注：H表示六方晶格结构C表示立方晶格结构数字6、4或3表示堆垛循环周期4H就表示由周期为4层的原子密排形成的六方晶格结构即为ABCB‘ABCB’AB……这样循环同理6H就是按ABCACB'ABCACB'AB…这样循环3C就代表SiC是由周期为3层的SiC原子密排为立方晶格结构即ABC'ABC'AB优点：新材料能够在更高温度下工作，电流密度大，热导率大，通态损耗低，耐压高，开关频率高缺点：目前材料质量和工艺只能造成单极性元件目前通用几种半导体材料相关性能参数(三相NPC)SiC应用产品之REFUsolSiC对效率贡献MAX:98.7%EURO:98.5%MAX:99%EURO:98.6%、SiC应用展望一种新概念的提出打破了“硅限”它可以同时得到低通态功耗和高开关速度。这一概念经过演化和完善之后,得到了超结理论(SuperjunctionTheory）、SiC产品功率器件组合、模块集成及高效器件应用功率器件组合获取高效SMA新型高效拓扑，该拓扑有集成模块结论：目前最成功的无变压器拓扑是基于H桥衍生的H5（SMA）和HERIC（Sunways）；基于NPC拓扑派生的ConergyNPC；多电平比较成功应用的是三电平、POWER-ONE四电平、SMA和REFU五电平。效率的提高依赖于功率器件的集成工艺水平和新技术、主电路设计和材料、新拓扑安全可靠应用。效率有极限，而安全可靠的设计是根本。拓扑在提高效率方向上是权宜之策，终极方向是新的功率器件和新的材料的应用谢谢！请指正