Space Vector Modulation Techniques for Common-Mode Voltage Reduction in Three-Phase Transformerless Split-Source Inverters

Abstract

Photovoltaic (PV) systems with low input voltage usually employ an input boost converter and an output inverter. Regarding to this issue, the split-source inverter (SSI) provides a single power conversion stage which aggregates boost capability with low switch count. On the other hand, conventional modulation strategies applied to the grid-connected SSI can result in large highfrequency common-mode voltage (CMV). Depending on the parasitic path, the CMV synthesized by the inverter can give rise to large leakage current which must be limited for security reasons. This paper proposes two space vector modulation (SVM) strategies to provide the reduction of high-frequency CMV in transformerles SSI. The first strategy is based on the selection of specific voltage vectors whereas the second strategy employs virtual vectors which correspond to the combination of existing voltage vectors. Furthermore, it is performed an analysis in terms of CMV, leakage current, total harmonic distortion of lineto-line voltages and the maximum achievable modulation index. In addition, a comparison with existing techniques is presented to demonstrate the features of the proposed strategies. Finally, simulations and hardware-in-theloop results demonstrate the benefits of the proposed techniques.

Modulação Space Vector para Redução de Tensão de Modo Comum em Inversores de Fonte Dividida (Split-Source) com Quatro Pernas

“…Assim como o SSI com três pernas, o a duração da descarga do indutor d 14 limita oíndice máximo de modulação (Chaves and Grigoletto (2020)). De (10), pode se derivar (11), que resulta noíndice máximo de modulação em A Fig.…”

“…Estratégias de modulação com o mesmo intuito também foram propostas para o SSI Shoyama (2018, 2019)). Em (Chaves and Grigoletto (2020)) os autores propõem uma estratégia SVM para o SSI que reduz consideravelmente a corrente de fuga; entretanto, gera limitação noíndice de modulação, que pode operar com no máximo √ 3/3, além de diminuir a qualidade dos sinais de saída. Diferente dos demais inversores citados, até o momento, não há nenhuma analise de um SSI com quatro pernas para aplicações PV, sendo desconhecida as melhorias que o sistema pode obter em comparação a um inversor com três pernas.…”