【摘要】：為提高潮流能發(fā)電系統(tǒng)功率等級,三相逆變器采用多模塊并聯(lián)技術(shù)。為抑制并聯(lián)運(yùn)行時的零序環(huán)流,通過建立和分析零序環(huán)流閉環(huán)控制模型可知:零序環(huán)流閉環(huán)控制中的主要擾動為零序調(diào)制電壓。針對擾動為頻譜離散的周期性信號的特性,提出一種新的零序環(huán)流抑制方法。該方法利用梳狀濾波器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的增益恒定的反饋函數(shù),來提高諧波頻率處的反饋增益從而提高系統(tǒng)抗擾動的能力。通過在梳妝濾波器中增加低通濾波器來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,并提出通過減小延時時間對波峰頻率矯正的方法;通過降低直流增益防止電網(wǎng)零序電壓漂移。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法能有效抑制零序環(huán)流。
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圖片說明： 頻率矯正中圖分類號:TM312文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A0引言隨著傳統(tǒng)化石能源資源緊缺，世界各國越來越重視對包括潮流能在內(nèi)的新能源的開發(fā)利用［1，2］，近年來中國也加大了對潮流能的開發(fā)力度。多模塊并聯(lián)技術(shù)是提高潮流能發(fā)電逆變器功率等級的重要手段［3，4］。三相逆變器輸入輸出直接并聯(lián)時存在零序環(huán)流，其嚴(yán)重降低系統(tǒng)性能，必須采取有效措施抑制零序環(huán)流。傳統(tǒng)方法采用工頻隔離變壓器、高頻隔離直流變換器或共模電抗來抑制零序環(huán)流［5～13］，但這些方法均增加系統(tǒng)成本、重量和體積，所以潮流能發(fā)電裝置采用圖1所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［14］通過控制一臺逆變器零序調(diào)制電壓與另一臺逆變器零序調(diào)制電壓相同來抑制零序環(huán)流，該方法不僅需要額外的信息交換而且是開環(huán)控制。文獻(xiàn)［15］中一臺逆變器未采取零序環(huán)流閉環(huán)控制，兩臺以上逆變器并聯(lián)工作時因各逆變器控制算法不同而降低其通用性。文獻(xiàn)［16，17］中兩臺逆變器均采用零序環(huán)流閉環(huán)控制，但由于PI調(diào)節(jié)器的直流增益無窮大而反饋檢測通道又不可避免存在直流干擾或誤差，易導(dǎo)致零序電壓漂移從而降低直流電壓利用率，，且未討論逆變器采用SVPWM方式時的情況。圖1兩臺逆變器并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig．1Topologicalstructureoftwoparallelinverters現(xiàn)有文獻(xiàn)均未考慮擾動的特性，通過建立的零序環(huán)流閉環(huán)控制模型并對其分析可知零序調(diào)制電壓為主要擾動。針對該擾動為頻譜離散的周期性信號［18，19］的特性，利用梳狀濾波器提高諧波頻率處反饋增益來提高閉環(huán)系統(tǒng)抗擾動能力。為防止直流增益太大導(dǎo)致零序電壓漂移，對輸出濾波器進(jìn)行改進(jìn)使其直流增益可控。1零序環(huán)流閉環(huán)控制平均狀態(tài)模型圖1為潮流能發(fā)電逆變器并聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中下角標(biāo)數(shù)字代表逆變器編號。由圖1可得逆變器
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圖片說明： －ec)(1)式中，電壓和電流均為平均值。由式(1)獲得逆變器零序分量平均狀態(tài)方程的變換公式為:x0=(xa+xb+xc)/3(2)式中，x———電壓或電流;下標(biāo)0———零序變量。由式(1)、式(2)可得逆變器零序分量的狀態(tài)方程為:di0dt=1L(u0－e0)(3)由式(3)可得零序環(huán)流的頻域模型為:I0(s)=(U0(s)－E0(s))/sL(4)忽略死區(qū)時間、管壓降、調(diào)制誤差、檢測誤差等對零序電壓的影響，將PWM零序調(diào)制電壓和電網(wǎng)零序電壓都定義為擾動，則逆變器零序環(huán)流閉環(huán)控制模型如圖2所示。圖2零序環(huán)流閉環(huán)控制模型Fig．2Zerosequencecurrentclosed-loopcontrolmodel圖中，I0r為零序參考電流，其值恒為零;U0m為零序調(diào)制電壓;Ts為數(shù)字控制器采樣、數(shù)據(jù)運(yùn)算、PWM實(shí)現(xiàn)等的等效延時。由圖1可知，當(dāng)逆變器獨(dú)立工作時，U0=E0且I0=0。當(dāng)兩臺逆變器并聯(lián)工作時，由圖1可知:I01(s)+I02(s)=0(5)式中，下標(biāo)1、2———逆變器編號。由式(4)和式(5)可得電網(wǎng)零序電壓值為:E0(s)=U01(s)L2+U02(s)L1L1+L2(6)由圖2和式(6)可得兩臺逆變器并聯(lián)工作時的零序環(huán)流閉環(huán)控制模型，如圖3所示。由圖3可知，兩臺逆變器并聯(lián)工作時，零序調(diào)制電壓為主要擾動。當(dāng)兩臺以上逆變器并聯(lián)工作時，可得電網(wǎng)零序電壓如式(7)所示。圖3兩臺逆變器并聯(lián)零序環(huán)流閉環(huán)控制模型Fig．3Twoparallelinverterszerosequencecurrentclosed-loopcontrolmodelE0(s)=∑nmaxi=1U0i(s)Li∑nmaxi=11Li(7)式中，nmax———并聯(lián)逆變器數(shù)量。同理可證明兩臺以上逆變器并聯(lián)工作時零序調(diào)制電壓為主要擾動。2零序環(huán)流閉環(huán)控制由圖2可知逆變?
【作者單位】： 哈爾濱工程大學(xué)自動化學(xué)院;
【基金】：國家海洋可再生能源專項(xiàng)(GHME2010GC02)
【分類號】：TM464

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2515916