祝 琳,宋宣锋,李永岗,耿乙文

(中国矿业大学电气与动力工程学院,徐州221008)

0 引 言

随着分布式发电系统的发展,对并网电能质量的要求越来越高。分布式电源较多接入低压配电系统,低压工作场合下的并网逆变器效率提升成为人们关注的焦点[1]。多电平逆变器一般应用在中压大功率场合,其中以三电平中点钳位型(以下简称NPC)逆变器应用最为广泛。三电平T型逆变器由NPC型逆变器演变而来,由于器件耐压的限制,与两电平逆变器一样主要应用在低压场合[2]。相较于两电平,T型拓扑具有三电平的所有优势,有利于减小并网电压、电流谐波和滤波器的体积,较小的电压电流变化率减小电路的电磁干扰。与NPC拓扑相比,T型拓扑损耗小,没有钳位二极管,有利于减少成本和体积,更适合应用在功率密度要求高的分布式光伏或风力发电系统、电动汽车、飞行器等场合[3]。

目前,市场上逆变器的主要功率器件为IGBT。随着新型宽禁带材料(SiC,GaN)的研发,将更有利于降低逆变器损耗,提高效率,而新型器件的大规模投入市场,仍有待进一步研究。功率器件的损耗是制约逆变器效率提升的一个重要因素,因此,建立器件损耗计算模型对于分析各种影响因素以及优化逆变器性能具有重要意义。文献[4-6]根据IGBT暂态电压、电流关系,建立开关损耗模型,计算复杂。文献[7-8]简要分析了不同拓扑结构的损耗计算方法,对三电平逆变器损耗的分析具有一定指导意义。文献[9-10]进行线性拟合时考虑到结温的影响,但未考虑驱动电阻等的影响。……