双环控制逆变器采用虚拟阻抗的并联控制策略

发布时间：2021-01-09 20:17

　　针对各模块采用双闭环控制的逆变器并联系统,分析了系统环流阻抗和输出特性,在此基础上,提出了一种在瞬时平均电流控制环中引入虚拟阻抗的均流控制策略。通过配置虚拟阻抗将逆变器环流阻抗调节为纯阻性,从而获得各逆变器模块环流与指令电压间的比例调节关系。分析表明,虚拟阻抗的引入不会改变并联系统的输出特性,与传统的瞬时平均电流控制相比,基于虚拟阻抗的均流控制策略具有更高的均流精度,且在保证均流效果的同时能避免调制信号饱和。最后,针对并联系统接入线性和非线性负载的情况,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。 

【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(09)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图１单相Ｈ桥逆变器结构??

环和电压外环，分别控制电感电流ｉ，．和逆变??器输出电压《。。采用的调制方式为双极性ＳＰＷＭ。??ｖ－ｊＫ??（ｐ￡：??ｃ｝?ｒ｛ｊ??ｖ，．ｖ４??Ｖ２．Ｖ３??Ｗｉｎ??为电压环ＰＩ调节器为电流环Ｐ丨调节器。??图１单相Ｈ桥逆变器结构??Ｆｉｇ．?１?Ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ?Ｈ－ｂｒｉｄｇｅ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ??当系统的幵关频率远高于基波线频率时，逆??变桥部分可简化为比例环节。假设该比例环节的??系数为Ａ：，＿，则系统的控制框图如图２所示。??－０－??Ｇ，（．ｖ）ｈｆ?ＡＶｖｓｍ??反为电流采样系数；＆为电压采样系数。??图２单相Ｈ桥逆变器的控制框图??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ?Ｈ－ｂｒｉｄｇｅ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ??可得逆变器引入双闭环控制后输出特性方程：??“。⑴脅从鮮⑴?（１）??式中：Ｄ⑴＝１＋［?１＋Ｇ，⑴Ｃ心）尺，？Ｋ，】／（ＬＧ２）?＋Ｇ，⑴尺？＾，／??（Ｌｓ），ＧＸ＞）＝Ｋ＾＋ＫＪｓ，Ｇ＾）＝Ｋｐ，＋ＫＪｓ；Ａ（ｓ）＝ＧＡｓ）ＧＭＫｍＪ??（ｉＣ？Ｊ）；ｆｉ（＊）＝［ｌ＋Ｃ，（ｉ）ＫＰｍ＾ｉ／（Ｌｊ）］／（ＣＳ）０??２．２并联系统的环流阻抗特性分析??当ｎ（／ｉ＝２，３，一）台以上的逆变器输出端并接??在一点给公共负载忍供电时，由式（１）可列出并??联系统中各逆变器模块的输出特性方程组为：??勸从卜微，⑴??？？（？）?＝??（２）??式中：／，（ｓ）为第模块参考电压、输出电流。??ＣＤＰ／域馨?ｕｍｆｆｉ＇？？？??６??Ｆｉ??

双环控制逆变器采用虚拟阻抗的并联控制策略??ｙ／Ｈｚ??图３阻抗变化波特图??Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ?ｃｈａｎｇｅ?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ??３基于虚拟阻抗的均流控制器设计??由图３可见，与电压单环控制相比，虽然逆变??器采用双闭环控制避免了其环流阻抗的减小，但??模块的环流阻抗幅值仍然很校因此，即使各模块??５??°?Ｄ（ｓ）?Ｏ（ｓ）?ｎ??式中：为各个模块参考电压的平均值；《’。卜）为??并联系统的输出电流。??将式（３）与式（２）中各模块输出方程相减，可??得各逆变器模块的环流为：??Ａ＊⑴＝器［＂山）－＂啤⑴］?⑷??式（４）表明，并联系统中各模块的环流不仅受??主电路参数和闭环控制器参数的影响，还与各模??块的偏差电压有关。根据环流阻抗定义和式（４），??可得并联系统中采用双闭环控制的各模块的环流??阻抗如下：??Ｚ叶ｄ?（?Ｓ?）：??（５）??类似可得开环运行的各逆变器模块环流阻抗：??Ｌｓ??＾＼ｙ〇ｐ（＾?）：??ＫＰ??（６）??文献［４］中，与开环运行相比，逆变器模块采用??电压单环控制使模块的环流阻抗明显减小，这对??逆变器的并联运行十分不利。选取如下系统参数：??滤波电感及滤波电容１＝２?ｍＨ，Ｃ＝１０?ｐＦ；电流和电??压采样系数尺；＝１／１０，＆＝１／３１１；逆变桥增益??４０８；电流环控制参数／＾＝Ｈ＝１?０００，电压环控??制参数尺ｐ＾Ｉ，心＝丨〇?０００。画出逆变器模块在开环??运行状态与加入双闭环控制后环流阻抗的波特??图，如图３所示。可见，各模块采用双闭环控制方??案，对逆变器环流阻抗大小及相位几乎没有影响。??说明逆变器模块采用双闭环控制能有效避免

【参考文献】：
期刊论文
[1]电流型调节逆变器的冗余并联控制方法[J]. 邢岩,严仰光.  中国电机工程学报. 2004(11)



本文编号：2967329