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图 1。3 电压型 Z 源逆变器 

1。3。3 光伏并网逆变器的基本要求

由于光伏并网发电系统要与大电网相连接，因此逆变器的输出波形必须满足 对电网电能的质量的基本要求。这意味着逆变器的输出波形中，谐波含量不应超 过 5%，频率在 50±0。5Hz，同时要求与电网的波形的相位保持一致。 

同时考虑到停电的可能性，也要能检测孤岛运行状态并及时切断与电网的联 系，避免对设备造成损坏和危及相关人员的生命安全。 

而对用户来说，可靠，耐用，成本低是对其的要求[12]。 

1。4 本文研究的主要内容

本文主要研究两极式光伏发电系统的后级逆变系统，主要内容分为以下几 点： 

1）以全桥结构的逆变电路为基础研究点，从单相到三相，在进行必要计算 的基础上，利用 MATLAB/SIMULINK 工具进行仿真运行，分析输出波形的特点 和谐波的分布规律。 

2）分析不同 PWM 方式，选择本文使用的合适的脉冲宽度调制方式。 

3）为了能够输出更加完善的正弦波形，将对滤波器进行一定的研究。在分 析比较不同类型滤波器的基础上，选择合适的滤波器进行计算取值并仿真，使取 值较为贴合实际，并且能够使输出波形的谐波分量符合对逆变器输出的要求。 4）对一种多电平类型的逆变器结构进行研究，并比较和全桥逆变器之间的

异同。 

5）考虑到并网的需要，本文亦将对反孤岛效应进行必要的阐述和比较。 

2 全桥式逆变电路的设计

逆变器种类多种多样，在本章中，首先研究全桥式的逆变电路。 

2。1 单相全桥逆变电路

单相全桥逆变电路[13]是最基本的逆变电路类型，易于理解，同时由于结构简 单也被广泛采用。 

2。1。1 单相全桥逆变电路基本电路及其工作原理

单相全桥逆变电路的基本电路如图 2。1 所示。 

图 2。1 单相全桥逆变电路的基本电路

在单相全桥逆变电路中，一共有四个桥臂，其中桥臂 1 和桥臂 3 是一组，桥 臂 2 和桥臂 4 是一组。当 S1、S3 导通，S2、S4 关闭时，输出电压 u0 为 E；当 S1、S3 关闭，S2、S4 导通时，输出电压 u0 为-E。

为更好地说明单相全桥式逆变电路的工作原理，以下图 2。2 为例进行说明。

(a) S1,S3 打开，S2,S4 关闭 (b)S1,S3 关闭，S2,S4 打开 图 2。2 单相全桥逆变电路工作原理图

当以方波脉冲输入，每组各导通 180°的时候，波形如下图 2。3 所示

(a)阻性负载 (b)感性负载

图 2。3 单相全桥逆变电路的原理波形

若负载为阻性的，输出电流与电压的波形相同，同时相位也相同；若负载为 感性的，电流相位相比电压的相位是滞后的，波形也不相同。如上图 2。3 所示。

在 0~t1 时间段，电路简化为图 2。2(a)所示，此时 S1 和 S3 导通，负载两端从文献综述

左向右连着电源正负极，电压为+E；

在 t1~t2 时间段，电路简化为图 2。2(b)所示，此时 S2 和 S4 导通，负载从右 向左连着电源正负极，电压为-E，此时间段的电压正好与 0~t1 时间段相反。

2。1。2 PWM 控制原理