太阳能逆变器中的漏电流控制，泄漏电流的标准和检测

　　光伏系统的漏电流，又称方阵剩余电流，本质上是一种共模电流。原因是光伏系统与大地之间存在寄生电容。当寄生电容-光伏系统-电网形成回路时，共模电压会在寄生电容上产生共模电流。

　　太阳能逆变器中的漏电流控制

　　当光伏系统配备工频变压器时，由于回路中变压器绕组之间的寄生电容相对较高，可以在一定程度上抑制回路中共模电压产生的共模电流。但是在没有变压器的光伏系统中，环路阻抗比较低，共模电压会形成很大的共模电流。

　　漏电流的危害

　　如果光伏系统中包括直流部分和交流部分的漏电流接入电网，会造成并网电流畸变、电磁干扰等问题，从而影响设备在电网中的运行。网格。此外，漏电流还会使 逆变器外壳带电，从而威胁人身安全。

　　泄漏电流的标准和检测

　　根据NB32004-2013标准7.10.2规定，在逆变器接入交流电网且交流断路器断开的任何情况下，逆变器都应提供漏电流检测功能。漏电流检测应能检测总(包括直流和交流部分)有效值电流、连续剩余电流。如果连续剩余电流超过以下限值，应断开逆变器并在 0.3s 内发出故障信号：

　　对于额定输出小于等于30KVA、300mA的变频器。适用于额定输出大于30KVA、10mA/KVA的变频器。

　　光伏系统漏电流有两个特点。首先是复杂的成分。有直流部分和交流部分。其次，电流分值很低，在毫安级。并且对精度要求极高，需要特殊的电流传感器。光伏标准规定，对于光伏漏电流的检测，必须使用B型，即既能测量交直流漏电流又能测量交直流漏电流的电流传感器。电流传感器安装在逆变器的外线输出接口上，用于检测太阳能逆变器输出接地电极的电流。

　　漏电流控制技术

　　目前，漏电流抑制技术已成为光伏并网系统研究的热点问题。研究机构和制造商正在研究它。漏电流的大小取决于光伏PV与大地之间的寄生电容Cpv，以及共模电压的变化率。寄生电容的大小与外界环境条件、光伏电池尺寸和结构等因素有关。它的值通常在 50~150nF/kW 左右。共模电压的变化率与逆变器的拓扑结构、调制算法等因素有关。

　　对于传统的无变压器单相/三相光伏 并网逆变拓扑，有效抑制共模电流(漏电流)的两个基本条件是：一致选择桥臂的电感值，综合非零向量进入参考向量以保持恒定的共模电压。

　　1. 整个H4桥拓扑

　　为了解决全H桥光伏逆变器的漏电流问题，可以采用双极性PWM调制。这种调制方式消除了共模电压对板子的高频分量，使共模电压一般只有一次谐波的低频分量，从而减少了漏电流的影响。

　　2. H5拓扑结构

　　与全桥型相比，这种拓扑结构只需要增加一个晶体管。这就是将其命名为 H5 的原因。光伏电池在电流续流期间与电网断开，以防止面板极对地电压随开关频率波动，从而保持共模电压几乎恒定。

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　　3.HERIC拓扑

　　HERIC交流旁路拓扑的工作原理如下：在正半周期间，开关S5常关，S6常开，S1和S4由开关频率调制。当S1和S4导通时，恒压分别为Udc和0，共模电压=Udc/2。当S1和S4关断时，电流流过S6和S5的反并联二极管，恒压为Udc/2，此时共模电压=Udc/2。

　　4. H6拓扑结构

　　H6直流旁路拓扑的工作原理如下：在正半周，开关S1和S4始终导通，S5、S6和S2、S3交替导通。当 S5 和 S6 导通时，S2 和 S3 关断，则共模电压 = Udc/2。当 S2 和 S3 开启，S5 和 S6 关闭时，有两条电流续流路径： (1)。S1、S3反并联二极管，(2)。S4、S2反并联二极管。二极管D7和D8将电压钳位到Udc/2，此时共模电压=Udc/2。负半周的共模电压也是Udc/2，因此可以有效抑制漏电流。

　　上述所有拓扑结构都通过降低共模电压来降低泄漏电流。也可以采用3电平或5电平等多电平技术，降低正负极元件的接地电压，从而减少漏电流。

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