輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的容錯(cuò)性能及并網(wǎng)技術(shù)研究.pdf

1、輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(Input-series output-parallel,ISOP)逆變器組合系統(tǒng)適用于高壓直流輸入和大電流交流輸出的應(yīng)用場(chǎng)合，其多模塊串并聯(lián)組合系統(tǒng)的特點(diǎn)令其可有效提高電源系統(tǒng)工作的可靠性，而切實(shí)體現(xiàn)這一優(yōu)點(diǎn)的關(guān)鍵就是要實(shí)現(xiàn)其冗余容錯(cuò)運(yùn)行；此外，使用多個(gè)小容量逆變器模塊以ISOP拓?fù)浣M合成中大容量的并網(wǎng)逆變器應(yīng)用于新能源發(fā)電系統(tǒng)中，則可以使得系統(tǒng)容量易于擴(kuò)展、降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)難度、提升并網(wǎng)逆變器的可靠性。本文研究IS

2、OP逆變器組合系統(tǒng)的容錯(cuò)性能及并網(wǎng)技術(shù)。
　　本文第一部分針對(duì)ISOP逆變器系統(tǒng)帶獨(dú)立負(fù)載情況下的冗余容錯(cuò)技術(shù)展開(kāi)研究。首先根據(jù)復(fù)合式控制的思想給出一種分布式控制方案以實(shí)現(xiàn)ISOP逆變器系統(tǒng)帶獨(dú)立負(fù)載時(shí)模塊間的功率均衡，該方案中包含的各控制環(huán)路分散于各個(gè)模塊中，它們相互之間通過(guò)母線實(shí)現(xiàn)相互通信；針對(duì)上述方案分析多模塊系統(tǒng)中控制環(huán)路間的解耦關(guān)系并進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。在分布式控制的基礎(chǔ)上提出了一種具體的冗余容錯(cuò)運(yùn)行方案，其中采用旁路（而非切

3、除）的方式實(shí)現(xiàn)故障模塊的退出，為了實(shí)現(xiàn)其瞬態(tài)過(guò)程的平滑切換，進(jìn)一步給出了各功率繼電器及信號(hào)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的先后次序即所謂熱插拔的時(shí)序，并通過(guò)仿真論證了所提熱插拔策略的正確性。最后在實(shí)驗(yàn)室搭建了由三個(gè)逆變器模塊組成的ISOP逆變器系統(tǒng)樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了模塊的在線熱插拔，從而通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提冗余方案的有效性。
　　本文第二部分針對(duì)ISOP并網(wǎng)逆變器展開(kāi)研究。并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中各模塊采用LCL型濾波器以提高濾波效果，進(jìn)一步針對(duì)多模塊采用的多個(gè)LCL

4、型組合濾波器提出了一種優(yōu)化拓?fù)?，精?jiǎn)了系統(tǒng)中組合濾波器所需的電感數(shù)量從而降低系統(tǒng)的體積和重量。為了對(duì)采用LCL型濾波器引起的諧振峰加以抑制從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定，而又為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)ISOP并網(wǎng)逆變器中各模塊功率均衡且進(jìn)網(wǎng)電流高功率因數(shù)并網(wǎng)，需精選控制變量。論文選取逆變器側(cè)電感電流為控制變量，并按照復(fù)合式控制的思路給出功率均衡控制方案；所選控制變量自然包含電容電流的特點(diǎn)使得所提控制方案通過(guò)有源阻尼的方式有效抑制諧振尖峰；所提方案間接實(shí)現(xiàn)了進(jìn)網(wǎng)電流