逆變器并聯(lián)系統(tǒng)若干關鍵問題研究.pdf

1、大功率的用電領域，柔性交流輸電、高壓直流輸電、等都離不開大功率的電力電子裝置。提高裝置容量的有效途徑是多臺并聯(lián)運行，死區(qū)對逆變器輸出電壓波形質量影響、逆變器并聯(lián)系統(tǒng)特性影響和逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的限流保護(尤其短路)都是比較關鍵的問題。
　　 電感電流紋波較大場合下死區(qū)在某些特定區(qū)域不產生死區(qū)電壓，以往的基于電流極性的2段式死區(qū)平均電壓分析方法難以解釋該現(xiàn)象。針對該問題，在2段式死區(qū)電壓分析的基礎上，本文提出了通用7段式死區(qū)電壓分析方

2、法，該方法根據(jù)電感電流的基波成分、紋波成分和零電流成分將電感電流劃分為7種狀態(tài)，并對雙極性SPWM調制和單極性SPWM調制下7種狀態(tài)的死區(qū)平均效應分別深入分析發(fā)現(xiàn)，單極性SPWM調制還與調制波的正負息息相關。
　　 帶LC濾波器的逆變電源中，死區(qū)效應除了與直流電壓、死區(qū)時間所占開關周期的百分比的定量關系，還與很多因素有關。為研究死區(qū)效應具體與哪些因素有關，文中提出了一種空載下的死區(qū)效應評估方法，并分別建立了雙極性SPWM調制和單

3、極性SPWM調制下的死區(qū)效應評估函數(shù)，給出了參數(shù)變化的死區(qū)效應強弱曲線。研究了死區(qū)效應與LC濾波器的諧振頻率、開關頻率等的關系。
　　 直接根據(jù)7段式死區(qū)效應進行死區(qū)補償需要檢測準確檢測零電流鉗位現(xiàn)象的時間，實現(xiàn)上較為困難。針對該問題，文中借鑒估算電感電流的方法，提出了一種基于間接電感電流的3段式死區(qū)補償方法。該方法避免了直接檢測電感電流7種狀態(tài)，而是檢測接近正弦的負載電流，計算出電感電流的3個區(qū)域，并進行死區(qū)補償，實現(xiàn)上較為容

4、易,仿真和實驗驗證了所提方法的有效性。
　　 無死區(qū)的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中認為有功功率、無功功率與電壓幅值、電壓相位呈現(xiàn)線性關系、存在一個常系數(shù)矩陣對功率進行解耦。但帶死區(qū)的空載逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中（以兩臺為例），以電壓瞬時值為分析手段，初步得到存在一個以平衡點為圓心，死區(qū)電壓峰值為半徑的不敏感區(qū)域，位于該圓域外，環(huán)流有功、環(huán)流無功隨電壓幅值、電壓相位的變化較為明顯，且靠近該區(qū)域時曲線發(fā)生扭曲，環(huán)流有功、環(huán)流無功與電壓幅值、電壓相位構成

5、的三維圖近似為平面(線性關系)。位于該圓域內環(huán)流較小，環(huán)流有功、環(huán)流無功受濾波電容的影響較大。
　　 為研究組合式三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的限流保護，本文首先給出了組合式三相逆變器的數(shù)學模型，并介紹了正常情況下電壓控制模式和異常情況下電流控制模式兩種數(shù)學模型，在電壓控制模式下引入重復控制改善了輸出電壓波形質量。
　　 兩種模式的相互平穩(wěn)切換是一大難點，短路故障時，采用硬件和軟件相結合的限流方式很好地保證了單臺獨立運行和多臺并聯(lián)