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入网电压操控型正弦波逆变器大功率直流电源直流重量的动态剖析与消除

针对入网电压操控型正弦波逆变器的并网电流大功率直流电源直流注入问题进行研讨。根据轴压调理操控型的单相LCL型并网正弦波逆变器,树立并网数学模型,并结合正弦波逆变器的操控结构对并网电流注入大功率直流电源直流重量的原因进行具体的数学剖析与公式推导,结果标明大功率直流电源直流重量的巨细与电网电压幅值和频率的改变量近似呈线性关系。


一起为了按捺和消除大功率直流电源直流重量对正弦波逆变器并网体系所带来的晦气影响,提出电流偏移补偿(CDC)操控战略,该战略在电网电压幅值动摇和电网频率动摇时能够有效地补偿并网电流中的大功率直流电源直流重量,确保入网电压操控型正弦波逆变器优秀的操控功能。终究,经过仿真和试验验证了理论剖析的正确性与所提操控战略的有效性。


跟着光伏并网高效能技能的快速开展,非阻隔型并网逆变体系与变压器阻隔型并网逆变体系比较,其在技能和经济效益上具有必定的优势,因而无变压器的非阻隔型并网逆变体系受到了专家学者的广泛重视。


因为其省去了粗笨的工频变压器或杂乱的高频变压器,使得体系结构变简略、质量变轻、本钱下降并具有相对较高的功率,因而其具有很好的开展前景[1,2]。但是,无变压器阻隔型光伏并网正弦波逆变器和电网之间存在直接的电气衔接,由此也带来了新的问题,其间大功率直流电源直流注入问题是非阻隔型并网正弦波逆变器的关键技能应战之一[3]。


正弦波逆变器输出中含有大功率直流电源直流重量的主要原因可归结为以下三点[4-6]:①逆变桥中开关元件动作不一致而引起大功率直流电源直流注入;②测量元件偏移差错导致大功率直流电源直流重量的发作;③参考电流中可能存在的大功率直流电源直流重量会引起电流操控器差错,终究导致正弦波逆变器输出电流中有大功率直流电源直流重量存在[7]。其间第③种原因一般发作在模仿操控的正弦波逆变器中,因为元器件特性存在差异,模仿器发作的正弦指令电流自身含有很小的大功率直流电源直流重量。


而本文经过理论剖析标明,根据轴压调理的电压操控型正弦波逆变器(Voltage-controlled Inverterwith Axes, VIA)体系因为自身操控结构等原因在动态调理过程中,相同能导致正弦波逆变器输出电流中含有大功率直流电源直流重量,带来大功率直流电源直流偏置问题。


正弦波逆变器向电网注入大功率直流电源直流重量不仅会影响正弦波逆变器自身的正常作业,并且还会对电网设备和电网中各级变电站发作不良影响,如引发配电网变压器或互感器饱满、变电所接地网腐蚀、过热、跳闸以及变电站变压器大功率直流电源直流偏磁、铁心磁饱满、损耗增大、输出波形失真等问题[4,5]。


现在许多国家拟定了光伏并网体系大功率直流电源直流注入的相关规范[8],其间我国规则答应的最大大功率直流电源直流电流为正弦波逆变器沟通额定值的1%。IEEE和IEC也严格约束了并网体系输入电网的大功率直流电源直流重量巨细,其间IEEE Std.929—2000规则注入体系的大功率直流电源直流重量必须小于额定输出电流的0.5%,IEC规则为1.0%。因而,研讨非阻隔型并网正弦波逆变器大功率直流电源直流注入的按捺和消除问题是十分必要的。


现在,非阻隔型并网正弦波逆变器的大功率直流电源直流重量按捺战略主要有:①电容隔直法[9,10],选值直接影响按捺大功率直流电源直流的效果和体系的动态呼应;②大功率直流电源直流按捺型正弦波逆变器拓扑[11,12],一般改善拓扑杂乱度高,操控难度大;③检测补偿法[4,13-15],该办法多重视于大功率直流电源直流电流的检测方法。其间并联变压器检测法、两级RC一阶电路检测法、临界磁饱满检测法都需要一个额定的传感设备,添加本钱。而积分效果法[15]经过积分效果只保存大功率直流电源直流重量,可数字完成,具有检测精度高、抗干扰能力强等特色,但电网频率动摇会必定程度上影响检测结果。


经过上述剖析,本文在VIA体系的操控结构基础上[16,17],对其在并网运转时并网电流中含有大功率直流电源直流重量问题进行了具体的数学剖析与公式推导。理论剖析标明,在强电网条件下,VIA体系在进入稳态前的动态调理过程中因为电压操控环中积分环节的存在,会使得电压操控环送入到电流操控环的方针电流含有大功率直流电源直流重量,终究导致正弦波逆变器输出电流发作必定的大功率直流电源直流偏移。一起还进一步理论性地剖析得出:该大功率直流电源直流重量的巨细与电网电压和频率的改变量近似成线性关系,且二者具有相反的线性相关特性。


为了消除该大功率直流电源直流重量对并网体系形成的晦气影响,本文提出了一种电流偏移补偿(Current DeviationCompensation, CDC)操控办法。已有的检测补偿法重视于大功率直流电源直流检测,而本文提出的办规律重视于并网电流沟通量的幅值和相位检测,经过确保电流正弦进行动态补偿间接地消除大功率直流电源直流重量,完成并网电流的规范正弦化,达到并网要求。终究,经过仿真和试验验证了本文理论剖析的正确性和所提操控战略的有效性。

入网电压操控型正弦波逆变器大功率直流电源直流重量的动态剖析与消除

图1  VIA并网运转的整体操控结构


定论

本文在VIA的操控结构基础上,树立了其并网数学模型,并结合正弦波逆变器的操控结构对并网电流i2中注入大功率直流电源直流重量的原因进行了具体的数学剖析与公式推导,剖析结果标明大功率直流电源直流重量的巨细与电网电压幅值和频率的改变量近似成线性关系。一起得出体系大功率直流电源直流重量的巨细与电网电压幅值的改变量成正线性相关性,与电网频率改变量成负线性相关性的定论。

为了按捺大功率直流电源直流重量的存在给正弦波逆变器并网体系所带来的晦气影响,本文提出了CDC操控战略,该操控战略在电网电压幅值动摇和电网频率动摇时能够精确地补偿并网电流中的大功率直流电源直流重量直至消除,具有很强的适应性,确保了入网电压操控型正弦波逆变器VIA优秀的操控功能。

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