多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、隨著可再生能源的不斷開(kāi)發(fā)利用，由光伏、風(fēng)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)及燃料電池等分布式電源和儲(chǔ)能裝置構(gòu)成的微網(wǎng)正逐步形成規(guī)模，多逆變器并聯(lián)控制是確保微網(wǎng)系統(tǒng)可靠工作的關(guān)鍵技術(shù)，正成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。離網(wǎng)模式下并聯(lián)逆變器之間的環(huán)流過(guò)大會(huì)造成個(gè)別模塊過(guò)載甚至故障，影響并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的可靠運(yùn)行;逆變器在運(yùn)行中突加電動(dòng)機(jī)等沖擊性負(fù)載時(shí)會(huì)瞬時(shí)承受5到7倍的額定電流，導(dǎo)致逆變模塊故障;在并網(wǎng)模式下無(wú)輸出隔離變壓器的逆變器會(huì)向電網(wǎng)注入直流分量，同時(shí)多臺(tái)基于LCL耦

2、合的并網(wǎng)逆變器由于電網(wǎng)阻抗的耦合作用會(huì)在PCC引起諧振，當(dāng)并網(wǎng)電流直流分量或諧振電流波形質(zhì)量超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)并網(wǎng)逆變器被要求從主電網(wǎng)脫開(kāi)，從而影響并網(wǎng)發(fā)電。為了保證微網(wǎng)中并聯(lián)逆變器可靠運(yùn)行，本文主要研究了微網(wǎng)在離網(wǎng)工作模式下多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的直流環(huán)流抑制、突加沖擊負(fù)荷抑制技術(shù)以及在在并網(wǎng)模式下逆變器的并網(wǎng)電流直流注入分量抑制和多逆變器并網(wǎng)諧振抑制技術(shù)問(wèn)題。
　　本文提出了一種新穎的基于獨(dú)立控制的多模塊逆變器并聯(lián)系統(tǒng)直流環(huán)流抑制策略。

3、基于有功功率和無(wú)功功率均流控制的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)能很好地抑制基波環(huán)流，獲得很好的均流性能，但是不能自動(dòng)抑制直流環(huán)流。在基于平均功率控制的并聯(lián)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)并聯(lián)逆變模塊設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的電壓直流分量抑制電路，通過(guò)校正逆變基準(zhǔn)值控制每臺(tái)逆變器輸出電壓直流分量為零，從而達(dá)到控制并聯(lián)系統(tǒng)的直流環(huán)流為零。由于各個(gè)模塊獨(dú)立調(diào)節(jié)，因此實(shí)現(xiàn)了各個(gè)并聯(lián)模塊之間的直流環(huán)流控制上的解耦。本文所提控制策略能可靠、有效地抑制并聯(lián)系統(tǒng)的直流環(huán)流。
　　本文提出

4、了一種新穎的抑制并網(wǎng)逆變器直流注入分量的控制策略。由于無(wú)輸出隔離變壓器的光伏逆變器具有較高的效率和較小的體積，在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了有效抑制無(wú)輸出隔離變壓器光伏并網(wǎng)逆變器注入電網(wǎng)的直流分量，本文提出一種電壓檢測(cè)的新型控制策略，新的直流抑制控制策略是在傳統(tǒng)的并網(wǎng)電流控制環(huán)基礎(chǔ)上增加了一個(gè)直流電壓抑制環(huán)。直流抑制環(huán)由差分放大器、低通濾波器和直流控制器構(gòu)成。直流抑制環(huán)的采樣信號(hào)是一個(gè)高頻PWM，采樣點(diǎn)位于全橋逆變器的兩個(gè)橋

5、臂中點(diǎn)。新的控制策略有兩個(gè)顯著的特點(diǎn):第一，使用差分放大器來(lái)采樣逆變器兩個(gè)橋臂中點(diǎn)之間的輸出直流分量，避免了使用霍爾電流傳感器采樣帶來(lái)的零點(diǎn)漂移問(wèn)題;第二，直流抑制環(huán)包圍了逆變的輸出擾動(dòng)信號(hào)。因而，加入直流抑制環(huán)后能有效消除并網(wǎng)逆變器注入電網(wǎng)直流分量。
　　本文建立了多逆變器并網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型，研究了多逆變器并網(wǎng)的諧振機(jī)理，并采用有源阻尼方法對(duì)多逆變器并網(wǎng)諧振進(jìn)行了有效抑制。多逆變器并網(wǎng)的諧振問(wèn)題已經(jīng)影響了新能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模推

6、廣應(yīng)用，為了抑制多逆變器并網(wǎng)諧振所產(chǎn)生的諧振問(wèn)題，本文首先用戴維南原理對(duì)單臺(tái)逆變器的閉環(huán)控制電路進(jìn)行了等效，從而得出多逆變器并網(wǎng)的閉環(huán)控制數(shù)學(xué)模型;基于控制數(shù)學(xué)模型分析了多逆變器并網(wǎng)的諧振特性;為了有效抑制多逆變器并網(wǎng)的諧振，采用濾波電容電流反饋構(gòu)成有源阻尼控制，并建立了含有有源阻尼的多逆變器并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型;最后通過(guò)Matlab/simulink仿真和試驗(yàn)對(duì)所采用的有源阻尼方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文提出了一種快速切換控制策略以抵抗沖

7、擊負(fù)荷的瞬時(shí)沖擊電流。當(dāng)UPS被施加沖擊性負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)或者整流型負(fù)載，瞬時(shí)沖擊電流會(huì)達(dá)到額定負(fù)載電流的5倍到7倍。因此，如果UPS逆變器不采取控制措施，巨大的沖擊電流會(huì)導(dǎo)致逆變器模塊故障。為了抑制沖擊電流，本文提出了一種抵抗沖擊負(fù)荷的快速切換控制方法。當(dāng)在開(kāi)關(guān)周期中檢測(cè)到?jīng)_擊電流時(shí)，UPS快速開(kāi)通旁路，并且維持逆變輸出，實(shí)現(xiàn)逆變和旁路同時(shí)供電以抵抗瞬時(shí)沖擊負(fù)荷。所有的檢測(cè)信號(hào)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路都是UPS傳統(tǒng)電路所必需的，因此實(shí)現(xiàn)本文所提