燕山大學電氣工程學院的研究人員郭忠南、郭小強、李建等，在2017年第18期《電工技術學報》上撰文指出，傳統(tǒng)無變壓器非隔離光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中，通常采用增加交流旁路開關或直流旁路開關的方式解決系統(tǒng)漏電流問題。然而系統(tǒng)中加入旁路開關增加了系統(tǒng)成本，同時需要增加旁路開關的驅動電路，系統(tǒng)電路結構和控制方式復雜。

為了解決該問題，提出一種基于旁路電容的漏電流抑制方案。首先以典型L濾波的光伏逆變器為研究對象，在分析其共模模型的基礎上，提出旁路電容法實現(xiàn)漏電流抑制，并對不同旁路電容對系統(tǒng)共模特性的影響進行分析。

該方案通過引入旁路電容改變系統(tǒng)共模回路，有效地濾除共模電壓高頻分量，消除系統(tǒng)寄生電容電壓高頻分量，從而實現(xiàn)漏電流的有效抑制。最后對提出的方案進行仿真和實驗研究，驗證了提出方案的可行性和有效性。

隨著世界能源危機以及環(huán)境污染狀況的不斷加劇，光伏發(fā)電等清潔可再生能源得到各國政府、學術界以及工業(yè)界的廣泛關注。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器起著較為關鍵的作用，其主要負責將光伏板發(fā)出的直流電變換成為工頻交流電，進而根據(jù)負載或電網(wǎng)需要完成電能變換。

目前光伏逆變器分為兩大類。其中一類是隔離型光伏逆變器，該類逆變器中帶有工頻或高頻變壓器，其主要作用是電壓調(diào)節(jié)和電氣隔離。然而，工頻或高頻變壓器主要由互感的一個或多個線圈構成，體積大、成本高，且變壓器能量傳輸過程中存在功率損耗，造成逆變器整體轉換效率的降低。因此國內(nèi)外學者及研發(fā)人員提出另一類無變壓器型光伏逆變器方案，以達到減小系統(tǒng)體積、降低成本、提高整機能量轉換效率的目的[4]。

但在無變壓器型光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電網(wǎng)、逆變器、光伏板及其對地寄生電容之間會形成共模回路，回路中系統(tǒng)共模電壓作用于寄生電容，引起漏電流問題，產(chǎn)生電磁干擾、影響輸出電流質(zhì)量，并威脅設備與人員安全。因此，無變壓器光伏發(fā)電系統(tǒng)中漏電流抑制技術成為亟待發(fā)展的關鍵技術之一。

針對上述問題，德國VDE 0126 1 1標準要求光伏發(fā)電系統(tǒng)中漏電流有效值低于30mA、最大值低于300mA。為了解決無變壓器單相光伏逆變器系統(tǒng)中的漏電流問題，國內(nèi)外學者和研究機構相繼提出H5逆變器、H6逆變器、Heric逆變器、HB-ZVR逆變器等新型單相拓撲[5,6]，此類改進型逆變器結合相應的調(diào)制策略可以保證共模電壓恒定，從而消除共?；芈芳钤矗行б种坡╇娏?。

值得注意的是，上述方案通常采用增加交流旁路開關或直流旁路開關的方式解決系統(tǒng)漏電流問題。然而系統(tǒng)中加入旁路開關增加了系統(tǒng)成本，同時需要增加旁路開關的驅動電路，系統(tǒng)電路結構和控制方式復雜。

針對三相系統(tǒng)中的漏電流抑制問題，一種思路是通過改進空間矢量調(diào)制策略或改進載波調(diào)制策略的形式實現(xiàn)漏電流抑制。通過合成等效零電壓矢量，避免使用傳統(tǒng)零電壓矢量，從而減小共模電壓幅值波動范圍[7]。該方案主要適用于三相兩電平逆變器，能夠一定程度上減小系統(tǒng)漏電流，但由于系統(tǒng)共模電壓依然存在高頻變化，漏電流未能得到有效抑制。

文獻[8,9]針對中點鉗位（Neutral PointClamped, NPC）三相三電平逆變器分別采用改進空間矢量調(diào)制策略和改進載波調(diào)制策略的形式，將逆變器限定在共模電壓恒定的六個中矢量和一個零矢量狀態(tài)，有效實現(xiàn)漏電流抑制。然而該方案會增加開關管開通關斷次數(shù)，造成額外的開關損耗，且只適用于三電平逆變器。

第二類方案通常采用增加交流旁路開關或直流旁路開關的方式解決系統(tǒng)漏電流問題。比如三相直流旁路拓撲和三相交流旁路拓撲[10,11]。值得注意的是，系統(tǒng)中加入旁路開關增加了系統(tǒng)成本，同時需要增加旁路開關的驅動電路，系統(tǒng)電路結構和控制方式復雜。

除上述方案外，文獻[12]提出利用無源濾波器進行漏電流抑制，將輸出濾波電容中點連接到直流側電容中點構成共?；芈罚行У亟鉀Q了漏電流問題。文獻[12]方案中直流側需要兩個獨立的電容，高頻漏電流將經(jīng)過兩個電容，不僅存在直流側電容中點電位振蕩和均壓問題[13]，還對電容的壽命和可靠性帶來負面影響[14]。

為解決上述問題，本文提出一種基于旁路電容的漏電流抑制方案，該方案無需改變系統(tǒng)原有的調(diào)制策略和控制結構，不需要加入旁路開關和相應的驅動電路，直流側不需要兩個獨立的電容，不存在電容中點電位振蕩和均壓問題，也不會對電容壽命和可靠性有影響，易于實現(xiàn)。最后對提出的方案進行了實驗驗證。