基于全局同步脉宽调制的电容高次谐波电流抑制方法
发布时间：2019-11-17 10:10
【摘要】：随着微电网中逆变器渗透率的不断提高,由电力电子器件产生的高次谐波对微电网设备造成了不利影响,其中,当多台逆变器并联运行时,其产生的高次谐波除了注入逆变器自身的交流滤波电容外,还会注入其他并联逆变器的交流滤波电容产生高次谐波电流随机叠加现象,影响电容寿命。提出一种基于全局同步脉宽调制技术的逆变器电容电流谐波抑制方法。首先,对多并联运行逆变器的电流谐波注入电容机理进行了分析,并提出了利用全局同步脉宽调制方法抑制电容高次谐波电流的基本原理和方法。其次,推导出适用于各种运行状态下电容电流谐波和脉宽调制波相位差之间的数学表达式。然后,根据逆变器类型选择适当的数学模型,对数学模型进行求解并获得脉宽调制最佳相位差。通过仿真分析对所提方法进行了验证。
【图文】：
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ１电容谐波电流叠加机理本文以电压源逆变器为例，逆变器的开关动作会使逆变器桥臂输出电压中含有大量的高次谐波，这些谐波的频率集中在开关频率或开关频率整数倍附近。高次谐波电压所引起的高次谐波电流主要有三种流通路径：①注入本逆变器的并联电容；②经ＰＣＣ注入电网；③注入其他并联逆变器的电容。电容谐波电流叠加示意图如图１所示。图１电容谐波电流叠加示意图Ｆｉｇ．１Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｃａｐａｃｉｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｈａｒｍｏｎｉｃｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ１）当电网为理想电压源时，并联逆变器间不存在耦合关系。因此，Ｌ型逆变器的高次谐波的流通路径为②；ＬＣ型逆变器的高次谐波的流通路径为①和②；ＬＣＬ型逆变器电网侧电感的阻抗值较大，可认为其高次谐波的流通路径为①。２）当电网为非理想电压源时，由于电网阻抗的存在，并联逆变器存在耦合关系。Ｌ型逆变器的高次谐波的流通路径为②和③；ＬＣ型逆变器的高次谐波的流通路径为①②和③；ＬＣＬ型逆变器的高次谐波的流通路径为①。３）当微电网与电网断开连接，，微电网处于离网运行状态时，Ｌ型逆变器的高次谐波的流通路径为③；ＬＣ型逆变器的高次谐波的流通路径为①和③；ＬＣＬ型逆变器的高次谐波的流通路径为①；若微电网中只有一台ＬＣＬ型逆变器，其余为Ｌ型逆变器，则并联逆变器的高次谐波也会注入ＬＣＬ的电容中。考虑到实际运行中无法保证电网为理想电压源，因此，微电网中普遍存在多个谐波源向同一个电容注入高次谐波电流的情况，特别是
波频率。ＺＭ１ｆ，ＺＭｇｆ，ＺＭ２ｆ，Ｚｇｆ为ｆ的函数，其表达式分别为：ＺＭ１ｆ＝ｊ２πｆＬＭ１ＺＭｇｆ＝ｊ２πｆＬＭｇＺｇｆ＝ｊ２πｆＬｇＺＭ２ｆ＝１ｊ２πｆＣＭ２p舙膒疲ǎ担┦剑ǎ担┓直鸨硎酒德饰媸保蹋停保蹋停纾茫停玻蹋绲淖杩怪担渲校蹋停保蹋停纾茫停玻蹋绶直鹞姹淦髑疟鄄嗟绺兄怠⒛姹淦鞯缤嗟绺兄怠⒛姹淦魇涑雎瞬ǖ缛葜怠⒌缤刃У绺兄怠Ｍ迹承巢ǖ刃У缏罚疲椋纾常牛瘢酰椋觯幔欤澹睿簦悖椋颍悖酰椋簦鳎椋簦瑁铮睿欤悖铮睿螅椋洌澹颍椋睿纾觯铮欤簦幔纾澹瑁幔颍恚铮睿椋悖笥枚嗍淙攵嗍涑鱿低潮硎径嗵ú⒘姹淦鞲叽涡巢ㄗ⑷氲缛莸缌鞯慕换ビ跋欤梢缘玫讲煌德氏碌缛菪巢ǖ缌骱托巢ǖ缪辜涞墓叵凳轿海桑妫剑伲妫眨妫
本文编号：2562271
【图文】：
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ１电容谐波电流叠加机理本文以电压源逆变器为例，逆变器的开关动作会使逆变器桥臂输出电压中含有大量的高次谐波，这些谐波的频率集中在开关频率或开关频率整数倍附近。高次谐波电压所引起的高次谐波电流主要有三种流通路径：①注入本逆变器的并联电容；②经ＰＣＣ注入电网；③注入其他并联逆变器的电容。电容谐波电流叠加示意图如图１所示。图１电容谐波电流叠加示意图Ｆｉｇ．１Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｃａｐａｃｉｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｈａｒｍｏｎｉｃｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ１）当电网为理想电压源时，并联逆变器间不存在耦合关系。因此，Ｌ型逆变器的高次谐波的流通路径为②；ＬＣ型逆变器的高次谐波的流通路径为①和②；ＬＣＬ型逆变器电网侧电感的阻抗值较大，可认为其高次谐波的流通路径为①。２）当电网为非理想电压源时，由于电网阻抗的存在，并联逆变器存在耦合关系。Ｌ型逆变器的高次谐波的流通路径为②和③；ＬＣ型逆变器的高次谐波的流通路径为①②和③；ＬＣＬ型逆变器的高次谐波的流通路径为①。３）当微电网与电网断开连接，，微电网处于离网运行状态时，Ｌ型逆变器的高次谐波的流通路径为③；ＬＣ型逆变器的高次谐波的流通路径为①和③；ＬＣＬ型逆变器的高次谐波的流通路径为①；若微电网中只有一台ＬＣＬ型逆变器，其余为Ｌ型逆变器，则并联逆变器的高次谐波也会注入ＬＣＬ的电容中。考虑到实际运行中无法保证电网为理想电压源，因此，微电网中普遍存在多个谐波源向同一个电容注入高次谐波电流的情况，特别是
波频率。ＺＭ１ｆ，ＺＭｇｆ，ＺＭ２ｆ，Ｚｇｆ为ｆ的函数，其表达式分别为：ＺＭ１ｆ＝ｊ２πｆＬＭ１ＺＭｇｆ＝ｊ２πｆＬＭｇＺｇｆ＝ｊ２πｆＬｇＺＭ２ｆ＝１ｊ２πｆＣＭ２p舙膒疲ǎ担┦剑ǎ担┓直鸨硎酒德饰媸保蹋停保蹋停纾茫停玻蹋绲淖杩怪担渲校蹋停保蹋停纾茫停玻蹋绶直鹞姹淦髑疟鄄嗟绺兄怠⒛姹淦鞯缤嗟绺兄怠⒛姹淦魇涑雎瞬ǖ缛葜怠⒌缤刃У绺兄怠Ｍ迹承巢ǖ刃У缏罚疲椋纾常牛瘢酰椋觯幔欤澹睿簦悖椋颍悖酰椋簦鳎椋簦瑁铮睿欤悖铮睿螅椋洌澹颍椋睿纾觯铮欤簦幔纾澹瑁幔颍恚铮睿椋悖笥枚嗍淙攵嗍涑鱿低潮硎径嗵ú⒘姹淦鞲叽涡巢ㄗ⑷氲缛莸缌鞯慕换ビ跋欤梢缘玫讲煌德氏碌缛菪巢ǖ缌骱托巢ǖ缪辜涞墓叵凳轿海桑妫剑伲妫眨妫
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