潮流能发电并联逆变器零序环流抑制方法研究
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图片说明： 频率矫正中图分类号:TM312文献标识码:A0引言随着传统化石能源资源紧缺，世界各国越来越重视对包括潮流能在内的新能源的开发利用［1，2］，近年来中国也加大了对潮流能的开发力度。多模块并联技术是提高潮流能发电逆变器功率等级的重要手段［3，4］。三相逆变器输入输出直接并联时存在零序环流，其严重降低系统性能，必须采取有效措施抑制零序环流。传统方法采用工频隔离变压器、高频隔离直流变换器或共模电抗来抑制零序环流［5～13］，但这些方法均增加系统成本、重量和体积，所以潮流能发电装置采用图1所示的拓扑结构。文献［14］通过控制一台逆变器零序调制电压与另一台逆变器零序调制电压相同来抑制零序环流，该方法不仅需要额外的信息交换而且是开环控制。文献［15］中一台逆变器未采取零序环流闭环控制，两台以上逆变器并联工作时因各逆变器控制算法不同而降低其通用性。文献［16，17］中两台逆变器均采用零序环流闭环控制，但由于PI调节器的直流增益无穷大而反馈检测通道又不可避免存在直流干扰或误差，易导致零序电压漂移从而降低直流电压利用率，，且未讨论逆变器采用SVPWM方式时的情况。图1两台逆变器并联拓扑结构Fig．1Topologicalstructureoftwoparallelinverters现有文献均未考虑扰动的特性，通过建立的零序环流闭环控制模型并对其分析可知零序调制电压为主要扰动。针对该扰动为频谱离散的周期性信号［18，19］的特性，利用梳状滤波器提高谐波频率处反馈增益来提高闭环系统抗扰动能力。为防止直流增益太大导致零序电压漂移，对输出滤波器进行改进使其直流增益可控。1零序环流闭环控制平均状态模型图1为潮流能发电逆变器并联的拓扑结构，其中下角标数字代表逆变器编号。由图1可得逆变器
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图片说明： －ec)(1)式中，电压和电流均为平均值。由式(1)获得逆变器零序分量平均状态方程的变换公式为:x0=(xa+xb+xc)/3(2)式中，x———电压或电流;下标0———零序变量。由式(1)、式(2)可得逆变器零序分量的状态方程为:di0dt=1L(u0－e0)(3)由式(3)可得零序环流的频域模型为:I0(s)=(U0(s)－E0(s))/sL(4)忽略死区时间、管压降、调制误差、检测误差等对零序电压的影响，将PWM零序调制电压和电网零序电压都定义为扰动，则逆变器零序环流闭环控制模型如图2所示。图2零序环流闭环控制模型Fig．2Zerosequencecurrentclosed-loopcontrolmodel图中，I0r为零序参考电流，其值恒为零;U0m为零序调制电压;Ts为数字控制器采样、数据运算、PWM实现等的等效延时。由图1可知，当逆变器独立工作时，U0=E0且I0=0。当两台逆变器并联工作时，由图1可知:I01(s)+I02(s)=0(5)式中，下标1、2———逆变器编号。由式(4)和式(5)可得电网零序电压值为:E0(s)=U01(s)L2+U02(s)L1L1+L2(6)由图2和式(6)可得两台逆变器并联工作时的零序环流闭环控制模型，如图3所示。由图3可知，两台逆变器并联工作时，零序调制电压为主要扰动。当两台以上逆变器并联工作时，可得电网零序电压如式(7)所示。图3两台逆变器并联零序环流闭环控制模型Fig．3Twoparallelinverterszerosequencecurrentclosed-loopcontrolmodelE0(s)=∑nmaxi=1U0i(s)Li∑nmaxi=11Li(7)式中，nmax———并联逆变器数量。同理可证明两台以上逆变器并联工作时零序调制电压为主要扰动。2零序环流闭环控制由图2可知逆变?
【作者单位】： 哈尔滨工程大学自动化学院;
【基金】：国家海洋可再生能源专项(GHME2010GC02)
【分类号】：TM464
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号：2515916
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