PDF《基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法》

3 个方面: 一是扩大系统容量, 以 克服功率晶体管容量制约;

二是在扩大系统容量的 同时, 实现系统的冗余配置, 以提高系统的可靠性;

三是用于具有分布式结构的新能源发电系统, 要求 逆变器不受地域限制地实现并联. 多年来, 人们对逆变器并联的研究取得了许多 成果, 出现了多种控制方法.概括地说, 这些方法可 分为主从式和非主从式两类.主从式控制方法, 已 经比较成熟, 具有相对良好的均流效果和动态性能, 可单纯地用于扩大系统容量, 但不能实现真正意义 上的系统冗余配置.在非主从式控制方法中, 逆变 器具有对等地位, 可实现系统冗余配置;

从逆变器之 间的控制信息交换模式看, 分为有信息交换的有线 方案 [1 -

3 ] 和无信息交换的无线方案 [4 -

8 ] .有线方案 适用于旨在扩大容量和实现冗余配置的逆变器并联 系统, 但易受干扰, 对系统均流精度和稳定性有影 响.无线方案最适用于分布式结构的供电系统, 但 与前面方法相比, 系统均流控制更加困难, 而且, 供 电质量下降较大. 如何在保证供电质量的前提下, 实现逆变器均 流, 是各种并联方案所共有的技术难题.对用作交 流供电系统的逆变器并联系统, 应允许其供电的负 载网络随机变化, 也就是说, 负载动态变化是逆变器 并联供电系统的工作常态, 因此, 逆变器的动态均流 与静态均流同等重要. 并联系统中的逆变器随着自主控制程度的增 加, 系统的均流难度增加.只就均流效果而言, 主从 控制方式最佳.然而即便是主从控制方式的逆变器 并联系统, 也难以实现动态均流;

当系统的负载突变 时, 在动态调节过程中, 无法保证各从属逆变器的电 流调节器对电流的调节步调一致, 因此, 必然产生动 态均流误差. 文献[

8 - 12] 引入了 虚拟阻抗 的措施, 提高 了逆变器并联系统的均流效果, 但没有根本解决动 态均流问题. 受 虚拟阻抗 思想启发, 为解决动态均流问 题, 本文提出了阻抗匹配模式的逆变器并联控制方 案.此方案将逆变器看作为给定基准电压源与虚拟 阻抗串联的形式, 通过虚拟阻抗匹配间接实现逆变 器的均流控制目标.阻抗匹配就是并联逆变器检测 自身的输出电压和电感电流, 通过特定控制结构和 运算规则, 将其虚拟阻抗控制为阻抗角相同, 阻抗模 值与其标称容量成反比的目标.据此设计的逆变器 并联系统具有良好的动态和静态均流效果.

1 逆变器的等效电路与参数辨识 研究的对象为单相逆变器并联系统.单相逆变 器的基本实体结构由逆变全桥与其交流输出侧 LC 滤波器组成, 如图

1 所示.图中, em ( t) 为逆变器的 电压基准正弦信号;

L0 、 r0 分别为输出电抗的电感和 寄生电阻;

C 为滤波电容, Rz 为负载. 图1单相逆变电源 Fig.

1 Single phase inverter source 逆变器的虚拟阻抗匹配是结合图

1 所示的实体 结构进行设计的, 因此, 对逆变器进行等效电路分析 及参数辨识是虚拟阻抗设计的前提.逆变器可看作 可控电压源, 按传统的等效方法将其等效为一个理 想电压源与内阻抗串联的形式, 电压源的电压为逆 变电源的开路电压.这种物理模型, 无法应用于对 逆变器的在线分析.因为, 逆变器作为可控交流电 源, 在运行中, 其控制电压信号时时发生变化, 同时, 滤波电感与其寄生电阻, 也会因工况的不同发生变 化.为此, 必须从全新的角度, 找出可用于控制、 设 计的等效模型. 1.