多机T型三电平光伏并网逆变器的环流抑制

针对多机T型三电平光伏并网逆变器的零序环流问题,在分析零序环流环路的基础上,建立零序环流的等效模型,并根据激励源的不同将零序环流分成3类:通态零序环流、开关零序环流和混合零序环流。提出一种共享中线的并联方案抑制通态零序环流,一种基于改进型LCL滤波器的并联方案抑制开关零序环流的高频分量。采用一种基于零序环流调节因子的控制方案抑制开关零序环流的低频分量,并确定调节因子的限幅范围,最后论证上述方案对混合零序环流抑制的有效性。搭建10?kW的多机三电平光伏并网逆变器样机,实验结果证明了零序环流模型分析和抑制方法的正确性。

基于改进型零序环流抑制方法的T型三电平并联并网系统

模块化的并联T型三电平逆变器能够增加系统功率等级和效率,但共直流母线无隔离拓扑可能引起零序环流问题。前期研究已经证明通过调整零序分量作用时间能够抑制零序环流。然而该方法没有考虑输出电流不同引起的扰动,输出电流波形质量变差。该文分析环流模型的基础上,设计了比例–积分和前馈控制器,零轴环流扰动控制通过对小矢量调节来实现的。并采用双采样法来提高零轴零序电流控制带宽。零序环流能够在输出电流不同工况下得到很好地抑制,实验结果验证了所提算法的有效性。

改进一阶LADRC的微网逆变器零序环流抑制

微网系统中逆变器并联使得系统容量增加,但也形成了环流通路,提供了零序环流(ZSCC)产生的条件。为解决系统中零序环流引起的损耗问题,设计了零序环流控制器。该控制器在传统线性自抗扰控制(LADRC)的基础上,改进了线性状态误差反馈(LSEF)控制律,增加了对总扰动估计误差的补偿,提高了控制器的性能。从而得到准确的零矢量分配因子调节占空比,消除逆变器之间的差异,抑制零序环流。最后通过理论分析说明了改进型LADRC的抗扰性以及系统的稳定性,仿真结果验证了该控制策略对零序环流抑制的参考作用。

三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术

三相三电平逆变器并联系统具有高效、灵活等优点,在光伏和储能领域得到了广泛的应用。为了解决三相三电平逆变器并联系统中存在的零序环流(ZSCC)问题,本文首先建立了零序环流的等效模型和平均模型,对零序环流的产生原理进行了分析。通过对并联系统零序电压分量的傅里叶分析,研究了零序环流的低频分量的特性,证明了其包含了直流分量和特定频次的正弦分量。基于零序分量注入的载波调制策略,提出了一种基于PIR(比例-积分-谐振)控制器的零序环流控制方法,能够有效的改善零序环流低频分量的控制能力。最后,搭建了一套55k W的三相三电平逆变器并联系统,通过仿真和实验结果,证明了理论分析的正确性和提出的控制策略的有效性。

基于比例谐振控制器的并联变换器控制研究

逆变器的并联能够增加系统的容量、降低系统成本和提高系统效率。因此,逆变器并联得到广泛关注。但是,当逆变器共直流母线和共交流母线并联且不存在无隔离变压器时,在空间矢量调制中注入三次零序电压将产生零序环流。本文分析了空间矢量调制技术,研究了空间矢量调制,并研究了三次零序电压对零序环流的影响,然后提出一种改进的比例谐振方法抑制零序环流,该方法能够在电感和给定电流不相等的情况下适用。基于并联逆变器,通过仿真和实验验证了提出方法有效性。

T型三电平逆变器并联系统的故障容错控制方法

逆变器并联运行是实现系统大容量化和功率调控的关键途径,但并联逆变器间零序环流引发的电流畸变、稳定性差等问题随之而来。此外,随着并联系统功率开关管数量的大幅增加,加之运行工况的复杂多变及其自身老化,开关管故障率也随之增加。然而,现有文献均未给出并联系统零序环流抑制下开关管的故障容错控制方法。为此,文中提出基于零序环流抑制的容错控制方法。首先,构建基于"比例+前馈"的零序环流控制器,实时调整两台逆变器的零序占空比之差,完成并联系统的零序环流抑制。然后,通过实时改变故障相的状态切换方式,并辅以"面积等效原理"准则,进行开关序列的重构,在不影响零序环流抑制的前提下,实现开关管开路故障下的容错控制。与现有方法相比,文中方法不仅实现了零序环流的抑制,而且完成了开关管开路故障时的容错控制,显著提升了并联系统正常运行与开关管故障下运行时的交流侧电能质量,切实保障了系统的安全可靠运行。最后,通过仿真和实验验证提出方法的可行性与正确性。

并联逆变器变开关频率交错零矢量PWM方法

零序环流抑制是交错并联逆变器正常运行的一个关键技术问题,过大的零序环流峰值将会增大开关管的电流应力,降低系统效率。该文在传统交错空间矢量调制的基础上,提出一种变开关频率交错零矢量脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)方法。建立交错零矢量PWM的零序环流时域模型,分析输出电流纹波特性以及电气参数差异对环流特性的影响。在保证最大零序环流峰值不变且输出电流纹波满足系统要求的前提下,引入变开关频率控制,并给出变开关频率交错零矢量PWM的实现方式。最后,实验验证所提方法的有效性。