發(fā)布時間：2021-01-24 19:11

　　為更好地將交流輸出的可再生能源并網(wǎng),針對傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的虛擬同步發(fā)電機(jī)（VSG）技術(shù)需經(jīng)復(fù)雜的交-直-交變換。提出了基于VSG的矩陣變換器并網(wǎng)控制。首先提出了一種新型空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）控制策略。然后將矩陣變換器作為VSG技術(shù)的主電路,通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對同步發(fā)電機(jī)慣性特性、頻率響應(yīng)特性及調(diào)壓調(diào)頻特性的有效模擬。該方法為交流輸出的分布式能源的功率變換提供了一種可行方案。采用預(yù)并列單元設(shè)計,使VSG輸出電壓的相位跟蹤電網(wǎng)電壓的相位。通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提策略的有效性。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１輸出線電壓的狀態(tài)空間矢量圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｔａｔｅ?ｓｐａｃｅ?ｖｅｃｔｏｒ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｕｔｐｕｔ?ｌｉｎｅ?ｖｏｌｔａｇｅ??

壓的諧波分??量，采取對稱空間矢量調(diào)制策略。假設(shè)當(dāng)前最大電??壓為＾，且在第Ｉ扇區(qū)。在一個調(diào)制周期內(nèi)，將上??述開關(guān)組合占空比減半，按照：－４－＞丨０—－４＾１—??１１－＋１?導(dǎo)通，時間順序?yàn)椋海罚郑病蕞枺病罚郑病罚郑玻??ｍ—ｍ。??３基于ＶＳＧ的矩陣變換器原理??傳統(tǒng)的ＶＳＧ是在兩電平逆變器為主拓?fù)涞??情況下搭建的，而所提ＶＳＧ與傳統(tǒng)的ＶＳＧ最大的??不同是其主電路拓?fù)涫蔷仃囎儞Q器，其控制策略??也因?yàn)橹麟娐返淖兓M(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。三相??同步電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖２所示，假設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)子表面足??夠光滑并且忽略電磁漏感。這里將定子繞組簡化??為自感４和互感Ｍ的電感。流過三相定子繞組的??電流和電壓分別為４，４，４和ｈ，Ｗｂ，ｗｃ。??圖２同步發(fā)電機(jī)基本模型??Ｆｉｇ．?２?Ｂａｓｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??為便于分析，進(jìn)行如下定義：定子電感沴＝［屯??辦ｂ令。］，定子電流４?ｉＪＴ，同步電機(jī)的端電壓《＝??［ｕａ?？ｂ?ｕｅ］Ｔ，同步電機(jī)定子電勢?ｅｂ?ｅＪＴ，ｉ，＝ｉ＋Ｍ。??同步電機(jī)的端電壓和其定子電感、定子電流??以及其內(nèi)電勢存在的關(guān)系式如下：??ｕ＝－ＲＪｌ－ｄ＜ｆ＞／ｄｔ＝－Ｒｆ－Ｌ，ｄｉ／ｄｔ＋ｅ?（１１）??其二階方程為：??ＶＭ＾－Ｒｊ．ｄ—ＬｓＡｉＪ?ｄｆ＋＼／￣２?Ｅｍ?（１２）??Ｕｑｖ＾＝－ＲＪ，ｑ—ＬｔＡｉｑｌ?ｄｉ＋０??根據(jù)電路理論知識可知，ＶＳＧ的輸出有功功??率ａ和無功功率ａ可以由電勢和電流向量的正??交投影得到，即：??Ｐ＝（ｅａ，ｅｂ，ｅｃ）?－（ｉ．，ｉｂ，ｉｃ）?（１３）??Ｑ＝（?ｌ／Ｖ＾）（ｅ

??傳統(tǒng)的兩電平逆變器類似的控制策略。模擬同步??發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，從而達(dá)到有功調(diào)頻無功調(diào)壓??的能力，并且由于模擬了同步發(fā)電機(jī)的慣性環(huán)節(jié)，??能夠抑制電網(wǎng)頻率的快速波動。??４預(yù)并列單元??為保證發(fā)電系統(tǒng)可以滿足電網(wǎng)需求，增加預(yù)??并列單元設(shè)計，使ＶＳＧ滿足電網(wǎng)的并列條件后進(jìn)??行合閘，值得注意的是合閘后在同步的過程中存??在電網(wǎng)向ＶＳＧ供電的情況，因此ＶＳＧ必須允許能??量的雙向流動才能滿足并網(wǎng)的需求。這里設(shè)計的??ＶＳＧ預(yù)并列單元是使用鎖相環(huán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻差控??制，如圖４所示，將ＶＳＧ輸出電壓和電網(wǎng)電壓的??頻率差送入ＰＩ調(diào)節(jié)器，用來控制輸入功率Ｐｍ，通??過ＶＳＧ算法使輸出電壓頻率和相位跟蹤電網(wǎng)的??頻率和相位。??圖４鎖相環(huán)頻率偏差控制單元??Ｆｉｇ．?４?Ｐｈａｓｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｌｏｏｐ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｕｎｉｔ??５仿真與實(shí)驗(yàn)分析??５．１?仿真驗(yàn)證??為了驗(yàn)證所提的新型矩陣變換器ＳＶＰＷＭ控??制策略以及對ＶＳＧ技術(shù)在矩陣變換器上的并網(wǎng)??應(yīng)用的可靠性，搭建了如圖３所不的Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ??仿真模型。??基于ＶＳＧ的矩陣變換器的仿真參數(shù)為：三相??交流輸入電壓Ｗ＝４５０?Ｖ，輸出頻率／。＝５０?Ｈｚ，輸入??頻率／＝５０Ｈｚ，負(fù)載有功部分Ｐ＝１０ｋＷ，仿真時間??ｔ＝１．８?ｓ，負(fù)載無功部分?Ｐ＝５?ｋＷ，￡＞ｐ＝１０，Ｄｑ＝０．００２，??開關(guān)頻率／ｓ＝２０?ｋＨｚ，調(diào)制比ｍ＝０．８。??當(dāng)ｉ＝０時，ＶＳＧ按照額定參數(shù)運(yùn)行于穩(wěn)定狀??態(tài)，＾＝〇，＜？＃〇，電網(wǎng)相電壓幅值ｆ／＝３１１?Ｖ；當(dāng)＊＝??０．５?ｓ時，令電網(wǎng)相電壓幅

【參考文獻(xiàn)】：
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