单相并网逆变器多频阻抗模型及其在谐振环流分析中的应用

逆变器并联并网系统中存在带宽频率以外的谐振环流,不利于逆变器的安全运行。为分析并联系统中谐振环流特性,首先充分计及数字控制及脉宽调制非线性环节的影响,基于一维频谱分析法研究了调制波存在扰动时的逆变器输出电压谐波成分,提出了适用于单相逆变器并联并网系统的多频阻抗模型。基于该模型,采用广义奈奎斯特稳定判据明晰了控制载波相位对并联系统稳定性的影响,鉴别了逆变器间谐振环流所处的频率范围,指出逆变器输出阻抗模值的提升有助于谐振环流的抑制。实验结果表明,所提出的多频阻抗模型的正确性及其在并联并网逆变器谐振环流分析时的有效性。

基于连续模型的MMC环流谐振分析

模块化多电平变换器(MMC)未来在中高压能源转换领域潜力巨大。桥臂环流的存在是MMC区别于其它多电平变换器的重要特点,子模块电容和桥臂电感参数设计不合理会导致变换器发生环流谐振。首先,依据MMC连续模型,由桥臂电流和正弦调制的相互作用推导出子模块电容电压的解析表达式,子模块电容电压存在不同频率的交流波动分量进而导致桥臂电流中出现不同频率的交流环流;然后,通过分析不同环流谐振频率之间的关系得到避免2倍频环流谐振的元件参数设计依据。最后,利用Matlab/Simulink搭建MMC时域仿真模型验证了理论分析的正确性。

多模块三电平逆变器并联系统环流谐振抑制

基于LCL型滤波器的并网逆变器并联是提高模块化三电平并网逆变器系统功率等级的一种有效方法,但同时会带来环流、谐振以及电流分配不均等诸多问题,影响并网系统的安全可靠运行。针对并联模块间可能产生的环流谐振问题,分析其产生的机理,采用脉宽调制(PWM)载波同步以及环流谐振控制器来抑制系统环流谐振。最后,以两个模块化三电平逆变器并联系统为例,通过建立模块化三电平并联逆变器的仿真和实验,验证其环流谐振抑制方法的有效性。

三电平ARCPI软开关逆变器的仿真及试验分析

介绍了辅助谐振环流极逆变电路(ARCPI)软开关的基本原理,在宽幅压输入条件下对该结构的电路进行了仿真和试验研究,结果表明ARCPI软开关逆变电路的具有电压应力和电流应力低的优点。

模块化多电平换流器主回路参数设计

模块化多电平换流器（MMC）将在电力系统中得到越来越广泛的应用，其主回路参数的设计直接影响系统的投资和运行性能。因此研究了MMC主回路中几种重要元件的参数设计问题，包括连接变压器、桥臂电抗器、子模块电容器、IGBT模块等。基于MMC的基本等值电路，提出了连接变压器阀侧空载额定电压的确定方法，论证了阀侧空载额定线电压的取值范围为直流侧电压的（1．00～1．05）／2倍；引入等容量放电时间常数的概念，发现电容电压波动率与等容量放电时间常数之间的关系基本不随具体工程而变，即具有跨工程的普遍适用性，因而可以一般性地给出子模块的电容参数，还分析了以往工程的对应参数，给出了等容量放电时间常数为40ms的推荐值；基于MMC的解析数学模型考察了4种极端工况下子模块功率器件所承受的电压和电流水平，发现子模块功率器件的负载水平会随运行工况的改变而发生巨大变化；引入二倍频环流谐振角频率和相单元串联谐振角频率的概念，提出了桥臂电抗器参数的取值原则，并分析了以往工程的对应参数，给出了桥臂电抗器参数普遍适用的推荐值为相单元串联谐振角频率取电网工频角频率。

构网型储能逆变器并联系统功频振荡抑制

采用构网型储能逆变器(GFI)直接并联可实现对大型关键负荷的供电能力提升与系统冗余,有效提升负载供电的可靠性。然而GFI直接并联时易产生并联环流,尤其是当逆变器采用LCL型输出滤波器时更容易激发功频谐振,严重危害系统的安全运行。通过建立LCL型滤波器的空间状态方程及其数学模型,揭示了GFI并联环流谐振产生机理,并基于逆变器传统电流内环引入由电容电流反馈支路构成的阻尼项,实现对构网型储能并联环流谐振的抑制。最后通过原理样机实验对所提理论分析及控制方案的有效性进行了实验验证。