光伏逆变器是光伏系统非常重要的一个设备，主要作用是把光伏组件发出来【lái】的【de】直流电变成交流电，除【chú】此之外，逆【nì】变【biàn】器【qì】还承【chéng】担检测组件、电网、电【diàn】缆运行状态，和外界通信交流，系统安【ān】全管家【jiā】等重【chóng】要功能。

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

在光伏行业标【biāo】准NB32004-2013中【zhōng】，逆【nì】变器有100多个【gè】严【yán】格的技术参数，每一个【gè】参数【shù】合格才【cái】能拿到证书。国家【jiā】质检总局每【měi】一年也会【huì】抽查【chá】，对光伏并网逆变【biàn】器产【chǎn】品的保【bǎo】护连接、接【jiē】触电流、固体【tǐ】绝缘的工频耐受电压、额【é】定输入输出、转换效率、谐【xié】波和波形畸变【biàn】、功率因数、直流分量、交流输出侧过/欠压保护【hù】等9个【gè】项目进行检验。一款全新的逆变器，从开发到【dào】量【liàng】产，要两年多时间才能【néng】出来，除了过欠电压保护等功【gōng】能外，逆【nì】变器【qì】还有很多鲜为【wéi】人知【zhī】的【de】黑科技，如【rú】漏电流控【kòng】制、热设计、电磁兼容、谐【xié】波抑【yì】制，效率控制等等，需要投入大量【liàng】的人力和物力去研发和测试。

本文主要介绍逆变器的漏电流控制技术
1、光伏系统为什么会产生漏电流

光伏系统漏电流【liú】，又【yòu】称方【fāng】阵残余电流，本质【zhì】为共模电流，其产生原因是光伏系统和大【dà】地【dì】之间存在寄生【shēng】电容，当寄生【shēng】电容-光伏系统-电网三者之间形成回路时【shí】，共【gòng】模电压将【jiāng】在【zài】寄生电容上产生【shēng】共【gòng】模电流。当光伏系统【tǒng】中安装有工频变压器时【shí】，由于回【huí】路【lù】中【zhōng】变【biàn】压器【qì】绕组间寄生【shēng】电容【róng】阻抗相【xiàng】对较大【dà】，因此回【huí】路中共模【mó】电压产【chǎn】生的共模【mó】电流可以得到一定抑制。然而【ér】在无变压器的光【guāng】伏系统中，回路阻抗【kàng】相【xiàng】对较小，共模电压将在光伏系【xì】统和大地之间的寄生电容上【shàng】形【xíng】成较大的共模电流，即【jí】漏电流。

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

2、漏电流的危害

光伏【fú】系【xì】统中的漏电【diàn】流，包括直流部分和交流部分【fèn】，如果接入电网，会引起并网电流【liú】畸变、电磁干扰【rǎo】等问题，对电网内【nèi】的设备运行产生影【yǐng】响；漏电流【liú】还可能使【shǐ】逆变器外壳带【dài】电，会【huì】对人身安全构成威【wēi】胁【xié】。

3、漏电流的标准及检测方法

根据NB32004-2013标【biāo】准第7.10.2条规定，在逆变器接入交流电网【wǎng】，交【jiāo】流【liú】断路【lù】器闭合的【de】任何情况下，逆变器都应提【tí】供漏电流检测。漏【lòu】电流检测【cè】应能检【jiǎn】测总的【de】（包括直【zhí】流和交流部分）有效值电流【liú】，连续【xù】残余【yú】电流，如果连续残余电【diàn】流【liú】超过【guò】下面限制，逆变器应该在0.3s内【nèi】断开并【bìng】发出故障信【xìn】号：

1）对于额定输出小于或等于30KVA的逆变器，300mA;

2）对于额定输出大于30KVA的逆变器，10mA/KVA。

光伏系统漏电流有两个特点，一是成份复杂，有直流部份，也有交流部份；二是电流【liú】副【fù】值很少，毫【háo】安【ān】级别，对精【jīng】度要求极【jí】高【gāo】，需要专用的电流传感器，能源部的光伏标准规定：对于光伏漏电流的检测须采用【yòng】Type B，也【yě】就是交直【zhí】流漏电【diàn】流均能测量的电流【liú】传感器。

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

漏电流传感器安装【zhuāng】在【zài】逆【nì】变器对外地线输出接口，检测逆变器输出地【dì】线【xiàn】的电流。

4、漏电流控制技术

目前，漏电【diàn】流抑制技术已成【chéng】为【wéi】光伏【fú】并网系统研究中的热点问题【tí】，各位高校研究【jiū】机构和厂【chǎng】家都在研究，漏电流的大小取决【jué】于光【guāng】伏PV和【hé】大地【dì】之间的寄【jì】生电容Cpv，和共模电压变化率【lǜ】，寄生电容【róng】其值与外部环境条件、光【guāng】伏电池板尺寸【cùn】结构【gòu】等【děng】因素有关，一般【bān】在50~150nF/kW左右，共【gòng】模电压变【biàn】化率【lǜ】则和逆变器的拓扑【pū】结构、调制算法等因素有关。

对于【yú】传统单/三【sān】相无变压器型光伏【fú】并网逆【nì】变器拓扑，共模电流(漏【lòu】电流)有效抑制的两个基本【běn】条件为：各【gè】桥臂电感值选取一致；采用【yòng】非【fēi】零矢【shǐ】量合成【chéng】参考矢量，使得【dé】共【gòng】模电压保持恒【héng】定【dìng】。

（1）全H4桥拓扑

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

为了解决全【quán】 H 桥【qiáo】光伏逆变器中漏电【diàn】流【liú】的【de】问【wèn】题，可以使用【yòng】双极性PWM 调制【zhì】。这种调制消除【chú】了共模电压【yā】对板的高频成分【fèn】，从而共模电压一般只【zhī】有一次谐波的低频分量，从而减少漏电流的影【yǐng】响【xiǎng】。

（2）H5拓扑结构

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

这种拓扑结构相比于全桥只需要增【zēng】加【jiā】一个的晶体管，这就是它命名【míng】H5 的原【yuán】因。电流续流【liú】期间将【jiāng】光伏【fú】电池【chí】从电网断【duàn】开，以防止面板两极对地电压随开关频率【lǜ】波动【dòng】，从而保【bǎo】持【chí】共模电压【yā】几乎不变。

（3）HERIC拓扑

 

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

HERIC交流【liú】旁路拓扑，其工作原【yuán】理如下【xià】：正【zhèng】半周期【qī】内，开关S5始【shǐ】终关【guān】断而S6始终【zhōng】导通、S1和S4以开【kāi】关【guān】频率调制。当S1和S4导通时，和电压分别为Udc和0，此时【shí】共模电压= Udc/2；当S1和S4关断时，电流经【jīng】S6、S5反并联二【èr】极管续流，和【hé】电压均Udc/2，此时共模【mó】电压= Udc/2。

（4）H6拓扑结构

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

H6直【zhí】流旁路拓【tuò】扑，其工作原理【lǐ】如下：正半【bàn】周期内，开关S1和S4始终导通，S5、S6和S2、S3交替导通【tōng】。当S5、S6导通，S2、S3关断时，此时共【gòng】模电压= Udc/2；当S2、S3导通，S5、S6关断【duàn】时【shí】，电流续流路径【jìng】有2条【tiáo】：(1)S1、S3反并联二【èr】极管，(2) S4、S2反并联二极管。二极管D7和【hé】D8将电【diàn】压【yā】钳位至Udc/2，此【cǐ】时共模电压= Udc/2。负半周期内共模电压【yā】也是【shì】Udc/2，因此【cǐ】漏【lòu】电【diàn】流可以【yǐ】得到有效抑制【zhì】。

（5）H6.5拓扑结构

如何控制漏电流危害-光伏逆变器黑科技

H6.5拓扑【pū】在HERIC的基础上有所改【gǎi】进，相【xiàng】比传统的HERIC少一颗【kē】diode，因此效率相对【duì】会比【bǐ】HERIC有所【suǒ】提高。在无功交换【huàn】没有经过母线电【diàn】容，开关状【zhuàng】态时【shí】工【gōng】模电压为二分之一母线电【diàn】压，因此工模电流【liú】会很【hěn】小；同时输出【chū】为三【sān】电平，滤波器磁芯体积【jī】可以进一步减小，进一步提升效率；同时中【zhōng】间【jiān】横管为boost芯片，在【zài】开关损【sǔn】耗方【fāng】面有进一步优化，使【shǐ】得整机效【xiào】率进一步【bù】提升。另一方【fāng】面，现在有模块封装，使【shǐ】得芯【xīn】片的结温相【xiàng】抵传统的单管会有所改善，可【kě】以显著提【tí】高产品可靠性。

除了以上的几个拓扑结构外，采用3电平或者【zhě】5电平【píng】等多电平技术，可以降低【dī】组件【jiàn】正负极对地的【de】电压【yā】，也可以减少漏【lòu】电流。

5、系统安装时要注意的事情

漏电【diàn】流都是通过【guò】逆变器地线的【de】电流来【lái】检【jiǎn】测的，因此在安装时，逆变器的地【dì】线要接牢【láo】靠，并且不能和逆变器的零线以及组件【jiàn】的安全防雷地线接【jiē】在【zài】一起，否则会影响检【jiǎn】测的精【jīng】度，造成【chéng】逆变器判断【duàn】错误。

来源：古瑞瓦特