基于级联H桥光伏逆变器的低电压穿越研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gerui1988
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级联H桥(Cascaded H-bridge,CHB)光伏逆变器由于具有效率高、模块化易拓展,可实现各组件独立最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)等优点,在近年来成为研究的热点,低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)作为光伏并网逆变器的关键技术之一,在级联H桥拓扑上展开的研究较少,本文针对三相级联H桥光伏逆变器LVRT过程中出现的功率回流问题,提出了一种通过控制有功电流和无功电流比值大小的方法去避免发生功率回流,针对故障穿越过程中可能出现的过调制问题,提出了一种通过减小有功电流注入的方法去避免发生过调制,本文的主要研究工作和创新点如下:(1)基于级联H桥光伏逆变器拓扑,建立了电网故障下的数学模型,并针对不平衡电网下的锁相和控制问题,介绍了DDSRF锁相环和正负序分离原理,针对级联H桥拓扑结构调制问题,介绍了单极倍频载波相移调制法。(2)推导了LVRT期间能满足国网要求注入无功电流、发出最大有功功率、对有功功率进行控制和消除有功功率二倍频四个目标的控制方法,并在此基础上考虑到三相级联H桥拓扑在LVRT过程出现的功率回流问题,提出了一种通过控制有功电流和无功电流的比值大小从而避免发生功率回流的方法;再次考虑到故障穿越过程可能存在的过调制问题,提出了一种通过减小有功电流注入从而避免发生过调制的方法。(3)针对所提LVRT算法在不同电网故障类型、跌落程度和有功功率指令条件下不同控制目标难以选择的问题,推导出了不同控制目标在不同电网故障类型下与跌落程度的定量关系及其约束条件,从而为控制目标的快速选取提供理论依据。(4)搭建了三相级联H桥光伏逆变器实验样机,对本文所提LVRT控制方法及相关参数取值范围进行了实验验证,实验结果证明了本文所提方法和计算结果的正确性。
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