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随着能源危机的出现,新能源的开发利用受到广泛的关注。太阳能资源丰富、分布广泛,因此光伏发电的发展前景广阔。并网逆变器是光伏发电系统的重要组成部分,其性能直接影响系统的安全性和可靠性。随着光伏装机容量的不断增加,单台逆变器不能满足客户需求,因此需要多台逆变器并联。在弱光条件下为了提高并网电流质量,采用多台同容量和一台小容量逆变器并联的电路结构,但是当逆变器并联运行时,并联逆变器之间会产生环流。本文主要研究两台不同容量逆变器并联运行时的零序环流抑制策略。
首先,介绍了T型三电平逆变器的拓扑结构及其工作原理,建立T型三电平逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型,采用有功和无功电流独立控制进行并网控制。其次,两台逆变器采用主从控制的并联方式,主逆变器采用定电压与扰动观察法相结合的方法对模拟光伏电源进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT),获得总的有功电流指令,总的无功电流指令为O,给出了两台逆变器稳态按比例分配电流指令及动态时按斜坡曲线获得电流指令的方案,分析了逆变器投入软启动过程的功率损失。最后,建立了零序环流的等效模型,对零序环流的环路进行分析。在此基础上,对零序环流抑制方法进行了深入研究,即采用电流整形的方法,抑制逆变器稳态运行及光伏输出功率曲线变化时两台逆变器MPPT动态跟踪过程产生的零序环流,并且分析了电流整形过程中的噪声干扰和传输延迟问题;采用一种基于同步调制的同步并联抑制策略,抑制投入瞬间动态过程产生的零序环流;采用无差拍零序环流控制器,抑制软启动时两台逆变器跟踪MPPT动态过程产生的零序环流。
搭建了PSIM仿真模型和基于STM32F407ZG核心控制芯片的两台不同容量的T型三电平逆变器并联并网的实验平台,分别对上述控制方法进行验证,仿真和实验结果都验证了上述方法的正确性和可行性。
首先,介绍了T型三电平逆变器的拓扑结构及其工作原理,建立T型三电平逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型,采用有功和无功电流独立控制进行并网控制。其次,两台逆变器采用主从控制的并联方式,主逆变器采用定电压与扰动观察法相结合的方法对模拟光伏电源进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT),获得总的有功电流指令,总的无功电流指令为O,给出了两台逆变器稳态按比例分配电流指令及动态时按斜坡曲线获得电流指令的方案,分析了逆变器投入软启动过程的功率损失。最后,建立了零序环流的等效模型,对零序环流的环路进行分析。在此基础上,对零序环流抑制方法进行了深入研究,即采用电流整形的方法,抑制逆变器稳态运行及光伏输出功率曲线变化时两台逆变器MPPT动态跟踪过程产生的零序环流,并且分析了电流整形过程中的噪声干扰和传输延迟问题;采用一种基于同步调制的同步并联抑制策略,抑制投入瞬间动态过程产生的零序环流;采用无差拍零序环流控制器,抑制软启动时两台逆变器跟踪MPPT动态过程产生的零序环流。
搭建了PSIM仿真模型和基于STM32F407ZG核心控制芯片的两台不同容量的T型三电平逆变器并联并网的实验平台,分别对上述控制方法进行验证,仿真和实验结果都验证了上述方法的正确性和可行性。