非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法及系统

摘要

本发明提供了一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法及系统，所述方法包括：获取电网电压的相角ωt；获取逆变器输出电压相角ωt+β；根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区。本发明提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法，能够解决现有调制方法因忽略电感电压引起的过零点畸变问题以及由于插入死区引起的反向充电问题。

权利要求

1.一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法，其特征在于，包括：获取电网电压的相角ωt；

获取逆变器输出电压相角ωt+β；

根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区；

其中，所述获取逆变器输出电压相角ωt+β，包括：对单相逆变器进行建模，得到逆变器的等效电路，所述等效电路的电压方程为：稳态情况下，

获取 以及，

根据三角函数关系得到：

根据获得的相角值，得到逆变器输出电压相角为ωt+β；

其中，UM表示逆变器输出电压峰值；L表示并网电感；uL(t)表示电感电压瞬时值；ug(t)表示电网电压瞬时值；uAB(t)表示逆变器输出电压瞬时值；ig(t)表示电感电流瞬时值；i*g(t)表示电感电流参考值；I*m表示电感电流给定峰值；Em表示电网电压峰值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在逆变器输出功率为正的区间内，控制旁路续流开关保持开通。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取电网电压的相角ωt，包括：根据电网电压采样锁相环的结果，实时获取电网电压的相角ωt。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在逆变器输出功率为负的区间，在旁路续流开关和主开关之间插入死区，包括：根据逆变器输出功率表达式 以及Pinv＜0得到sin(ωt+α)sin(ωt+β)＜0；

以及，根据三角函数的性质得到：

当 需要插入死区的区间为ωt∈[α2π]∪[0β]∪[π+απ+β]；

当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-β2π-α]∪[π-βπ-α]；

当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α2π-β]∪[π-απ-β]；

其中，Pinv表示逆变器输出功率。

5.一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制系统，其特征在于，包括：第一获取单元，用于获取电网电压的相角ωt；

第二获取单元，用于获取逆变器输出电压相角ωt+β；

插入单元，用于根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区；

其中，所述第二获取单元，具体用于：

对单相逆变器进行建模，得到逆变器的等效电路，所述等效电路的电压方程为：稳态情况下，

获取 以及，

根据三角函数关系得到：

根据获得的相角值，得到逆变器输出电压相角为ωt+β；

其中，UM表示逆变器输出电压峰值；L表示并网电感；uL(t)表示电感电压瞬时值；ug(t)表示电网电压瞬时值；uAB(t)表示逆变器输出电压瞬时值；ig(t)表示电感电流瞬时值；i*g(t)表示电感电流参考值；I*m表示电感电流给定峰值；Em表示电网电压峰值。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述插入单元，还用于在逆变器输出功率为正的区间内，控制旁路续流开关保持开通。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述第一获取单元，具体用于：根据电网电压采样锁相环的结果，实时获取电网电压的相角ωt。

8.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述插入单元，具体用于：根据逆变器输出瞬时功率表达式 以及Pinv＜0得到sin(ωt+α)sin(ωt+β)＜0；

以及，根据三角函数的性质得到：

当 需要插入死区的区间为ωt∈[α2π]∪[0β]∪[π+απ+β]；

当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-β2π-α]∪[π-βπ-α]；

当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α2π-β]∪[π-απ-β]；

其中，Pinv表示逆变器输出功率。

说明书

非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法及系统。

背景技术

[0002] 太阳能发电是能源有效利用的重要手段之一。为了实现光伏系统并网运行，需要通过电力电子装置进行功率变换。其中，逆变器作为光伏系统和电网之间的接口，起着至关重要的作用。非隔离型光伏并网逆变器拥有效率高、体积小、重量轻和成本低等优势。但由于电池板对地寄生电容的存在，使得并网逆变器开关器件的开关动作可能产生高频时变电压作用在寄生电容之上，由此诱发的漏电流可能超出允许范围。高频漏电流的产生会带来传导和辐射干扰、进网电流谐波及损耗的增加，甚至危及设备和人员安全。

[0003] 尽管双极性调制可以保持共模电压恒定，但存在电感电流波动大、效率低的问题，实际中一般使用单极性调制策略。传统的单极性调制策略忽略了电网电压对逆变器输出电压相位的影响，认为电网电压和逆变器输出电压相位相同。通过逆变器的建模分析可知，由于电感的存在，理想的逆变器输出电压超前于电网电压。对电感电压的忽略，导致在电网电压存在过零点畸变。

[0004] 非隔离交流旁路型单相并网逆变器拓扑是应用于光伏并网的一种重要拓扑类型，其特点在于通过在逆变器输出侧加入一个双向的续流开关来保证逆变器共模电压的恒定，有些拓扑类型还加入了钳位开关，以实现更好漏电流抑制效果。目前应用于非隔离交流旁路型单相并网逆变器拓扑的调制策略主要分为两种，第一种，交流旁路续流开关采用工频切换的模式，不需要插入死区，但是存在逆变器无法不具备无功输出能力的问题，以下简称调制策略一；第二种，交流旁路续流开关采用插死区与主开关互补的工作模式，使逆变器具备无功输出能力，以下简称调制策略二。调制策略二在整个周期插入死区，带来了在死区时间会对逆变器直流侧反向充电的问题，使系统存在回流功率；同时导致差模电压恶化，失去单极性特性；反向充电的暂态过程会导致旁路开关全部关闭的过程中对其寄生电容进行开关频率的充放电，会导致系统效率降低，同时导致共模电压变化，漏电流增加。

发明内容

[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法及系统，能够解决现有调制方法因忽略电感电压引起的过零点畸变问题以及由于插入死区引起的反向充电问题。

[0006] 第一方面，本发明提供了一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法，包括：

[0007] 获取电网电压的相角ωt；

[0008] 获取逆变器输出电压相角ωt+β；

[0009] 根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区。

[0010] 优选地，所述方法还包括：

[0011] 在逆变器输出功率为正的区间内，控制旁路续流开关保持开通。

[0012] 优选地，所述获取电网电压的相角ωt，包括：

[0013] 根据电网电压采样锁相环的结果，实时获取电网电压的相角ωt。

[0014] 优选地，所述获取逆变器输出电压相角ωt+β，包括：

[0015] 对单相逆变器进行建模，得到逆变器的等效电路，所述等效电路的电压方程为：

[0016]

[0017] 稳态情况下，ug(t)＝Emsin(wt),

[0018] 获取 以及，

[0019]

[0020] 根据三角函数关系得到：

[0021]

[0022]

[0023] 根据获得的相角值，得到逆变器输出电压相角为ωt+β；

[0024] 其中，UM表示逆变器输出电压峰值；L表示并网电感；uL(t)表示电感电压瞬时值；ug(t)表示电网电压瞬时值；uAB(t)表示逆变器输出电压瞬时值；ig(t)表示电感电流瞬时值；i*g(t)表示电感电流参考值；I*m表示电感电流给定峰值；Em表示电网电压峰值。

[0025] 优选地，所述在逆变器输出功率为负的区间，在旁路续流开关和主开关之间插入死区，包括：

[0026] 根据逆变器输出功率表达式 以及Pinv<0得到sin(ωt+α)sin(ωt+β)<0；

[0027] 以及，根据三角函数的性质得到：

[0028] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[α 2π]∪[0 β]∪[π+α π+β]；

[0029] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-β 2π-α]∪[π-β π-α]；

[0030] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α 2π-β]∪[π-α π-β]；

[0031] 其中，Pinv表示逆变器输出功率。

[0032] 第二方面，本发明还提供了一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制系统，包括：

[0033] 第一获取单元，用于获取电网电压的相角ωt；

[0034] 第二获取单元，用于获取逆变器输出电压相角ωt+β；

[0035] 插入单元，用于根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区。

[0036] 优选地，所述插入单元，还用于在逆变器输出功率为正的区间内，控制旁路续流开关保持开通。

[0037] 优选地，所述第一获取单元，具体用于：根据电网电压采样锁相环的结果，实时获取电网电压的相角ωt。

[0038] 优选地，所述第二获取单元，具体用于：

[0039] 对单相逆变器进行建模，得到逆变器的等效电路，所述等效电路的电压方程为：

[0040]

[0041] 稳态情况下，ug(t)＝Emsin(wt),

[0042] 获取 以及，

[0043]

[0044] 根据三角函数关系得到：

[0045]

[0046]

[0047] 根据获得的相角值，得到逆变器输出电压相角为ωt+β；

[0048] 其中，UM表示逆变器输出电压峰值；L表示并网电感；uL(t)表示电感电压瞬时值；ug(t)表示电网电压瞬时值；uAB(t)表示逆变器输出电压瞬时值；ig(t)表示电感电流瞬时值；* *
ig(t)表示电感电流参考值；Im表示电感电流给定峰值；Em表示电网电压峰值。

[0049] 优选地，所述插入单元，具体用于：

[0050] 根据逆变器输出瞬时功率表达式 以及Pinv<0得到sin(ωt+α)sin(ωt+β)<0；

[0051] 以及，根据三角函数的性质得到：

[0052] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[α 2π]∪[0 β]∪[π+α π+β]；

[0053] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-β 2π-α]∪[π-β π-α]；

[0054] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α 2π-β]∪[π-α π-β]；

[0055] 其中，Pinv表示逆变器输出功率。

[0056] 由上述技术方案可知，本发明通过实时计算电网电压相角，对逆变器输出电压进行相位补偿，避免由于对电感电压的忽略引起的过零点畸变；此外，本实施例根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区。可见，本发明提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法，不但避免了因忽略电感电压引起的过零点畸变，而且只在逆变器输出功率为负的区间内插入死区，即本实施例所述调制方法将死区插入的区间最小化，避免了功率流向为正时的反向充电过程，减小的共模电压变化，提高了漏电流抑制效果，提升了系统效率。

附图说明

[0057] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0058] 图1是本发明实施例一提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法的流程图；

[0059] 图2为本发明实施例一提供的一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器结构图；

[0060] 图3为单向电压阻断双向电流导通型开关示意图；

[0061] 图4是本发明实施例二提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法的流程图；

[0062] 图5为单相逆变器等效电路；

[0063] 图6为本发明实施例五提供的单相并网逆变器系统原理图；

[0064] 图7为本发明实施例五提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器系统优化调制方法程序流程图；

[0065] 图8a-图8c为电网电压正半周期，逆变器进网电流为正时运行模态图；其中图8a为功率传输阶段模态图，图8b为续流阶段模态图，图8c为钳位阶段模态图；其中，图8a-图8c中虚化的电路部分可以参照图2的对应部分；

[0066] 图9a-图9c为电网电压正半周期，逆变器进网电流为负时运行模态图；其中，图9a为功率传输阶段模态图，图9b为死区阶段模态图，图9c为续流钳位阶段模态图；其中，图9a-图9c中虚化的电路部分可以参照图2的对应部分；

[0067] 图10a-图10c为各种运行状态下，系统输出波形和开关管驱动信号，包括电网电压Ug、电感电流Ig、逆变器输出电压UAB和开关驱动信号；其中，图10a为 系统输出波形和开关管驱动信号，此时当需要插入死区的区间为ωt∈[α 2π]∪[0 β]∪[π+α π+β]；图10b为 系统输出波形和开关管驱动信号，此时当需要插入死区的区间为ωt∈[2
π-β 2π-α]∪[π-β π-α]；图10c为 系统输出波形和开关管驱动信号，此时当需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α 2π-β]∪[π-α π-β]；

[0068] 图11是功率因数角α≠0时的漏电流大小示意图；

[0069] 图12是本发明实施例六提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制系统的结构示意图；

[0070] 其中，1表示分压电容支路；2表示全桥基本单元；3表示交流旁路支路；4表示钳位支路；C1、C2表示分压电容；S1～S7表示功率开关管；D1～D7表示二极管；Ug表示电网电压；Udc表示直流电压；L1、L2表示进网滤波电感；Ig表示进网电流；Ig_ref表示进网电流参考；A、B表示逆变桥中点；P、N表示直流电压正、负极；O表示接地点；ILeakage表示漏电流；UCM表示共模电压；UDM、UAB表示差模电压；GND表示地；Cpv1、Cpv2表示光伏板等效寄生电容；fg表示电网频率；fs表示开关频率。

具体实施方式

[0071] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0072] 图1示出了本发明实施例一提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法的流程图，参见图1，所述非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法，包括如下步骤：

[0073] 步骤101：获取电网电压的相角ωt。

[0074] 在本步骤中，参见图2，图2为本发明所提优化调制策略的适用的一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器结构图，主要包括分压电容支路1、全桥基本单元2、交流旁路支路3和钳位支路4；分压电容支路1由第一分压电容C1、第二分压电容C2组成；全桥基本单元2包括第一功率开关S1/D1、第二功率开关S2/D2、第三功率开关S3/D3和第四功率开关S4/D4；交流旁路支路3包括第五功率开关S5/D5和第六功率开关S6/D6；钳位支路4包括第七功率开关S7/D7。

[0075] 其中，非隔离交流旁路型单相并网逆变器的组成部分可以包括钳位支路4，也可以不包括钳位支路4；非隔离交流旁路型单相并网逆变器的开关为单向电压阻断双相电流导通型开关，开关类型如图3所示，包括但不限于MOSFET、带反向二极管的IGBT。

[0076] 在本步骤101中，优选地，可以根据电网电压采样锁相环(Phase Locked Loop，PLL)的结果，实时获取电网电压的相角ωt。

[0077] 步骤102：获取逆变器输出电压相角ωt+β。

[0078] 步骤103：根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区。

[0079] 本实施例通过实时计算电网电压相角，对逆变器输出电压进行相位补偿，避免由于对电感电压的忽略引起的过零点畸变；此外，本实施例根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区。可见，本实施例提供的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法，不但避免了因忽略电感电压引起的过零点畸变，而且只在逆变器输出功率为负的区间内插入死区，即本实施例所述调制方法将死区插入的区间最小化，避免了功率流向为正时的反向充电过程，减小的共模电压变化，提高了漏电流抑制效果，提升了系统效率。

[0080] 在本发明实施例二中，参见图4，所述方法还包括：

[0081] 步骤103’：在逆变器输出功率为正的区间内，控制旁路续流开关保持开通。

[0082] 在本实施例中，在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区；而在逆变器输出功率为正的区间内，控制旁路续流开关保持开通。

[0083] 可见，本实施例所述的非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法，在保证逆变器具有输出无功能力的基础上，将需要插入死区的区间最小化，避免了功率流向为正时的反向充电过程，减小的共模电压变化，提高了漏电流抑制效果，提升了系统效率。

[0084] 本发明实施例三给出了上述步骤102的一种具体实现方式。

[0085] 在本实施例中，上述步骤102获取逆变器输出电压相角ωt+β，具体包括如下子步骤a-d。

[0086] 步骤a：对单相逆变器进行建模，得到逆变器的等效电路(如图5所示)，所述等效电路的电压方程为：

[0087]

[0088] 步骤b：获取 以及，

[0089]

[0090] 其中，稳态情况下，ug(t)＝Emsin(wt),

[0091] 步骤c：根据三角函数关系得到：

[0092]

[0093]

[0094] 步骤d：根据获得的相角值，得到逆变器输出电压相角为ωt+β；

[0095] 其中，UM表示逆变器输出电压峰值；L表示并网电感；uL(t)表示电感电压瞬时值；ug(t)表示电网电压瞬时值；uAB(t)表示逆变器输出电压瞬时值；ig(t)表示电感电流瞬时值；i*g(t)表示电感电流参考值；I*m表示电感电流给定峰值；Em表示电网电压峰值。

[0096] 本发明实施例四给出了上述步骤103的一种具体实现方式。

[0097] 在本实施例中，上述步骤103中在逆变器输出功率为负的区间，在旁路续流开关和主开关之间插入死区，具体包括如下子步骤A-B。

[0098] 步骤A：根据逆变器输出瞬时功率表达式以及Pinv<0得到sin(ωt+α)sin(ωt+β)<0；

[0099] 步骤B：根据三角函数的性质得到：

[0100] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[α 2π]∪[0 β]∪[π+α π+β]；

[0101] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-β 2π-α]∪[π-β π-α]；

[0102] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α 2π-β]∪[π-α π-β]；

[0103] 其中，Pinv表示逆变器输出功率。

[0104] 本发明实施五结合附图给出了一个较为完备的实施例。图6为本发明实施例五提供的单相并网逆变器系统原理图，下表1为本发明实施例的单相并网逆变器系统参数，具体的系统参数为Udc＝120V，Ug＝60V/50Hz；C1、C2＝1800uF；L1、L2＝1.5mH；Cpv1、Cpv2＝0.047uF；

[0105] 表1 单相并网逆变器系统参数

[0106]

[0107]

[0108] 图7为本发明实施例的非隔离交流旁路型单相并网逆变器系统优化调制方法的程序流程图，该方法包括如下步骤：

[0109] 步骤一：根据电网电压采样PLL(Phase Locked Loop，锁相环)的结果，实时计算电网电压的相角ωt；

[0110] 步骤二：根据电网电压电角频率ω、并网电感L、电流给定I*m和功率因数角α，计算理想的逆变器输出电压相对于电网电压的相角β，计算公式为：

[0111]

[0112] 其中，步骤二的具体实现过程为：

[0113] 对单相逆变器进行建模，可得逆变器等效电路，如图5所示；

[0114] 等效电路的电压方程为

[0115] 考虑稳态情况下，ug(t)＝Emsin(wt),

[0116] 解得 以及，

[0117]

[0118] 由三角函数关系可知：

[0119]

[0120]

[0121] 根据计算所得的相角值，可以得到逆变器输出电压相角为ωt+β。

[0122] 步骤三：基于步骤二计算出的相角β和功率因数角α对需要插入死区的区间进行判断。

[0123] 首先，计算逆变器输出瞬时功率为：

[0124]

[0125] 当逆变器输出功率为正时，旁路续流开关可以保持一直开通，如图8a-图8c所示，为逆变器电网电压正半周期，进网电流为正时的模态图；

[0126] 在逆变器输出功率为负时，旁路续流开关需要插入死区与主开关互补，如图9a-图9c所示所示，为逆变器电压正半周期，进网电流为负时的模态图；

[0127] 对需要插入死区的区间即逆变器输出功率为负的区间进行求解，由逆变器输出瞬时功率表达式：

[0128] Pinv<0

[0129] 可知：

[0130] sin(ωt+α)sin(ωt+β)<0

[0131] 根据三角函数的性质进行分析可得：

[0132] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[α 2π]∪[0 β]∪[π+α π+β]，剩余的区间保持旁路续流开关为开通，此时的系统波形和开关管驱动信号如图10a所示；

[0133] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-β 2π-α]∪[π-β π-α]，剩余的区间保持旁路续流开关为开通，此时的系统波形和开关管驱动信号如图10b所示；

[0134] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α 2π-β]∪[π-α π-β]，剩余的区间保持旁路续流开关为开通，此时的系统波形和开关管驱动信号如图10c所示。

[0135] 在功率因数角α＝0时，将本发明实施例提供的优化调制方法与背景技术中所提现有调制策略一、调制策略二进行对比，本实施例提供的优化调制方法具有最小的电网电压畸变率/电网电流畸变率，为5.46％/2.15％，低于调制策略一7.12％/2.43％和调制策略二的6.58％/2.42％，此外，本实施例提供的优化调制方法具有最优的波形质量。同时实施例提供的优化调制方法和调制策略一相比于调制策略二均具有优良的差模电压质量，具有单极性特征，无反向充电过程；

[0136] 在功率因数角α≠0时(调制策略一无法运行在功率因数角α≠0的情况下)调制策略一无法运行在功率因数角α≠0的情况下)，本实施例提供的优化调制方法同样具有绝对优势。例如，在功率因数角α>0时，将本发明实施例提供的优化调制方法与背景技术中所提现有调制策略二进行对比，本实施例提供的优化调制方法具有更小的电网电压畸变率/电网电流畸变率，为6.96％/2.16％，低于调制策略二的7.50％/2.54％；又如，在功率因数角α<0时，将本发明实施例提供的优化调制方法与背景技术中所提现有调制策略二进行对比，本实施例提供的优化调制方法具有更小的电网电压畸变率/电网电流畸变率，为9.24％/2.29％，低于调制策略二的15.37％/3.30％。同时优化的调制策略相比于调制策略二均具有优良的差模电压质量，整个工频周期都具有单极性特征，无反向充电过程。

[0137] 图11中列出了功率因数角α≠0时的漏电流大小，可以看到此时调制策略一无法工作，本发明所提供的优化调制方法的漏电流为14.2mA(α>0)/14.8mA(α<0)，低于调制策略二的17.8mA(α>0)/17.9mA(α<0)。

[0138] 将电流给定设置为6A，对比背景技术部分的调制策略二和本实施例提供的优化调制方法的运行效率，分别为84.27％和88.90％。可以看到本实施例提供的优化调制方法相对于调制策略二具有更高的运行效率；

[0139] 通过实施例的实验结果，可以验证本发明所提出的一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制方法相比于已有的调制策略，在保证无功能力输出的情况下，解决现有调制策略因忽略电感电压引起的过零点畸变问题，同时将需要插入死区的区间最小化，避免了功率流向为正时的反向充电过程，减小的共模电压变化，提高了漏电流抑制效果，提升了系统效率。

[0140] 本发明实施例六提供了一种非隔离交流旁路型单相并网逆变器的优化调制系统，参见图12，该系统包括：第一获取单元121、第二获取单元122和插入单元123；

[0141] 第一获取单元121，用于获取电网电压的相角ωt；

[0142] 第二获取单元122，用于获取逆变器输出电压相角ωt+β；

[0143] 插入单元123，用于根据功率因数角α和逆变器输出电压相对电网电压的相角β，对逆变器输出电压需要插入死区的区间进行判断，并在逆变器输出功率为负的区间内，在旁路续流开关和主开关之间插入死区。

[0144] 本实施例所述的系统可以用于执行上述实施例所述的方法，其原理和技术效果类似，此处不再详述。

[0145] 优选地，所述插入单元123，还用于在逆变器输出功率为正的区间内，控制旁路续流开关保持开通。

[0146] 优选地，所述第一获取单元121，具体用于：根据电网电压采样锁相环的结果，实时获取电网电压的相角ωt。

[0147] 优选地，所述第二获取单元122，具体用于：

[0148] 对单相逆变器进行建模，得到逆变器的等效电路，所述等效电路的电压方程为：

[0149]

[0150] 稳态情况下，ug(t)＝Emsin(wt),

[0151] 获取 以及，

[0152]

[0153] 根据三角函数关系得到：

[0154]

[0155]

[0156] 根据获得的相角值，得到逆变器输出电压相角为ωt+β。

[0157] 优选地，所述插入单元123，具体用于：

[0158] 根据逆变器输出瞬时功率表达式 以及Pinv<0得到sin(ωt+α)sin(ωt+β)<0；

[0159] 以及，根据三角函数的性质得到：

[0160] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[α 2π]∪[0 β]∪[π+α π+β]；

[0161] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-β 2π-α]∪[π-β π-α]；

[0162] 当 需要插入死区的区间为ωt∈[2π-α 2π-β]∪[π-α π-β]；

[0163] 其中，Pinv表示逆变器输出功率。

[0164] 以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。