不平衡工况下基于虚拟阻抗法的并联三相四桥臂逆变器的桥臂控制
发布时间：2020-01-28 10:49
【摘要】：不平衡工况下,三相四桥臂逆变器并联系统不仅可以输出平衡的三相电压波形,而且还可以拓展系统的容量。与传统的三桥臂逆变器并联系统相比,三相四桥臂逆变器并联系统需要对正序、负序和零序电流进行控制,因此三相四桥臂逆变器的并联控制系统更为复杂。该文对三相四桥臂逆变器并联运行时,各序电流的分配进行了分析。为了使逆变器输出的正序、负序和零序电流能够按并联逆变器的容量分配,提出了正序电流使用下垂控制、负序电流与第四桥臂电流使用虚拟阻抗法分别控制正序、负序和零序电流的分配,并且对三相四桥臂逆变器的前三桥臂与第四桥臂分别进行控制,最终在不平衡工况下使并联三相四桥臂逆变器系统输出电压平衡且输出电流和输出功率按并联逆变器的容量分配,减小系统的环流。仿真和实验验证了该方法的有效性。
【图文】：
第32卷第23期闫朝阳等不平衡工况下基于虚拟阻抗法的并联三相四桥臂逆变器的桥臂控制209四桥臂并联与三相三桥臂控制的兼容性。此外使用所提方法既可以进行等容量，也可以进行不等容量的三相四桥臂逆变器并联。1不平衡工况下三相四桥臂逆变器并联分析1.1不平衡工况下三相四桥臂逆变器并联主电路如图1所示，三相四桥臂逆变器并联系统的主电路主要由直流电源Vdc、三相四桥臂逆变器、滤波电感L、滤波电容C、线路阻抗Zline及负载Za、Zb和Zc组成。并联三相四桥臂逆变器可以在多种负载（平衡负载、不平衡负载和非线性负载等）情况下稳定运行。图1三相四桥臂逆变器并联主电路拓扑Fig.1Themaincircuittopologyofparallelthree-phasefour-leginverter1.2不平衡工况下三相三桥臂逆变器并联的局限性与传统的三相三桥臂逆变器并联系统相似，图2为两个三相四桥臂逆变器并联的简化示意图，由交流源、传输阻抗及负荷构成。其中，传输阻抗包括逆变器等效输出阻抗Zoi和线路阻抗Zlinei，Ei为逆变器空载输出基波电压幅值，i为空载时输出基波电压与负载电压的相位差（i=1,2）。图2两台逆变器并联简化模型Fig.2Asimplifiedmodeloftwoparallelinverters由于在低压线路中线路阻抗主要呈阻性，因此当传输阻抗为阻性时，第i个逆变器输出的有功和无功功率为2LLLL2LL()iiiiiiiiiiiiEUUEUUPZZEUUQPZZ====+（1）式中，Pi和Qi分别为并联逆变器输出的有功和无功功率；Zi为逆变器输出阻抗与线路阻抗之和。逆变器等效输出阻抗为阻性时，，其下垂控制方程可表示为**iiiimQEEnPω=ω+=（2）式中，iω为逆变器实际输出电压
变器并联分析1.1不平衡工况下三相四桥臂逆变器并联主电路如图1所示，三相四桥臂逆变器并联系统的主电路主要由直流电源Vdc、三相四桥臂逆变器、滤波电感L、滤波电容C、线路阻抗Zline及负载Za、Zb和Zc组成。并联三相四桥臂逆变器可以在多种负载（平衡负载、不平衡负载和非线性负载等）情况下稳定运行。图1三相四桥臂逆变器并联主电路拓扑Fig.1Themaincircuittopologyofparallelthree-phasefour-leginverter1.2不平衡工况下三相三桥臂逆变器并联的局限性与传统的三相三桥臂逆变器并联系统相似，图2为两个三相四桥臂逆变器并联的简化示意图，由交流源、传输阻抗及负荷构成。其中，传输阻抗包括逆变器等效输出阻抗Zoi和线路阻抗Zlinei，Ei为逆变器空载输出基波电压幅值，i为空载时输出基波电压与负载电压的相位差（i=1,2）。图2两台逆变器并联简化模型Fig.2Asimplifiedmodeloftwoparallelinverters由于在低压线路中线路阻抗主要呈阻性，因此当传输阻抗为阻性时，第i个逆变器输出的有功和无功功率为2LLLL2LL()iiiiiiiiiiiiEUUEUUPZZEUUQPZZ====+（1）式中，Pi和Qi分别为并联逆变器输出的有功和无功功率；Zi为逆变器输出阻抗与线路阻抗之和。逆变器等效输出阻抗为阻性时，其下垂控制方程可表示为**iiiimQEEnPω=ω+=（2）式中，iω为逆变器实际输出电压的频率；*ω为空载角频率参考值；iE为逆变器实际输出电压幅值；*E为空载输出电压参考值；m和n分别为频率和电压的下垂增益。当并联逆变器的容量不同时，并联逆变器的频率和电压的下垂增益需要满足11221122mSmSnSnS
本文编号：2573990
【图文】：
第32卷第23期闫朝阳等不平衡工况下基于虚拟阻抗法的并联三相四桥臂逆变器的桥臂控制209四桥臂并联与三相三桥臂控制的兼容性。此外使用所提方法既可以进行等容量，也可以进行不等容量的三相四桥臂逆变器并联。1不平衡工况下三相四桥臂逆变器并联分析1.1不平衡工况下三相四桥臂逆变器并联主电路如图1所示，三相四桥臂逆变器并联系统的主电路主要由直流电源Vdc、三相四桥臂逆变器、滤波电感L、滤波电容C、线路阻抗Zline及负载Za、Zb和Zc组成。并联三相四桥臂逆变器可以在多种负载（平衡负载、不平衡负载和非线性负载等）情况下稳定运行。图1三相四桥臂逆变器并联主电路拓扑Fig.1Themaincircuittopologyofparallelthree-phasefour-leginverter1.2不平衡工况下三相三桥臂逆变器并联的局限性与传统的三相三桥臂逆变器并联系统相似，图2为两个三相四桥臂逆变器并联的简化示意图，由交流源、传输阻抗及负荷构成。其中，传输阻抗包括逆变器等效输出阻抗Zoi和线路阻抗Zlinei，Ei为逆变器空载输出基波电压幅值，i为空载时输出基波电压与负载电压的相位差（i=1,2）。图2两台逆变器并联简化模型Fig.2Asimplifiedmodeloftwoparallelinverters由于在低压线路中线路阻抗主要呈阻性，因此当传输阻抗为阻性时，第i个逆变器输出的有功和无功功率为2LLLL2LL()iiiiiiiiiiiiEUUEUUPZZEUUQPZZ====+（1）式中，Pi和Qi分别为并联逆变器输出的有功和无功功率；Zi为逆变器输出阻抗与线路阻抗之和。逆变器等效输出阻抗为阻性时，，其下垂控制方程可表示为**iiiimQEEnPω=ω+=（2）式中，iω为逆变器实际输出电压
变器并联分析1.1不平衡工况下三相四桥臂逆变器并联主电路如图1所示，三相四桥臂逆变器并联系统的主电路主要由直流电源Vdc、三相四桥臂逆变器、滤波电感L、滤波电容C、线路阻抗Zline及负载Za、Zb和Zc组成。并联三相四桥臂逆变器可以在多种负载（平衡负载、不平衡负载和非线性负载等）情况下稳定运行。图1三相四桥臂逆变器并联主电路拓扑Fig.1Themaincircuittopologyofparallelthree-phasefour-leginverter1.2不平衡工况下三相三桥臂逆变器并联的局限性与传统的三相三桥臂逆变器并联系统相似，图2为两个三相四桥臂逆变器并联的简化示意图，由交流源、传输阻抗及负荷构成。其中，传输阻抗包括逆变器等效输出阻抗Zoi和线路阻抗Zlinei，Ei为逆变器空载输出基波电压幅值，i为空载时输出基波电压与负载电压的相位差（i=1,2）。图2两台逆变器并联简化模型Fig.2Asimplifiedmodeloftwoparallelinverters由于在低压线路中线路阻抗主要呈阻性，因此当传输阻抗为阻性时，第i个逆变器输出的有功和无功功率为2LLLL2LL()iiiiiiiiiiiiEUUEUUPZZEUUQPZZ====+（1）式中，Pi和Qi分别为并联逆变器输出的有功和无功功率；Zi为逆变器输出阻抗与线路阻抗之和。逆变器等效输出阻抗为阻性时，其下垂控制方程可表示为**iiiimQEEnPω=ω+=（2）式中，iω为逆变器实际输出电压的频率；*ω为空载角频率参考值；iE为逆变器实际输出电压幅值；*E为空载输出电压参考值；m和n分别为频率和电压的下垂增益。当并联逆变器的容量不同时，并联逆变器的频率和电压的下垂增益需要满足11221122mSmSnSnS
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