论文部分内容阅读
三电平光伏并网逆变器在中高压大功率领域中应用广泛,通过并联技术得到的三电平光伏逆变器并联系统能使系统容量成倍增加,同时具有高功率密度、高可靠性和高冗余度等优点,具有广阔的应用前景。但是并联的三电平逆变器之间之间会产生环流,环流可以分为零序环流和非零序环流,对于采用LCL滤波器且具有电流内环的并联模块,非零序环流很小,可以忽略,零序环流是环流的主要成分,零序环流导致并联逆变器电流应力不均衡、增大系统损耗、降低系统效率,因此研究三电平光伏并网逆变器并联系统的零序环流抑制具有重要意义。文章首先介绍了课题的研究背景,介绍了二极管中点电位箝位式(NPC)三电平逆变器的拓扑结构及其基本工作原理,并阐述了应用广泛的空间矢量脉宽调制法(SVPWM)的基本原理,分析了矢量法调制与载波法调制的内在联系,介绍了实现方式比较简单的载波法调制,在此基础上对三种典型调制策略的矢量思想及其载波实现方法进行了详细的分析。针对三电平逆变器并联系统的零序环流问题,首先详细分析了零序环流的环路,在此基础上建立了零序环流的等效模型,根据等效模型将零序环流分成了三类：通态零序环流、开关零序环流和混合零序环流。采用共享直流侧中性点的并联方案抑制通态零序环流,采用滤波电容引回的改进型LCL滤波器抑制高频零序环流。采用零序环流控制器来抑制零序环流的低频分量,分析和比较了采用比例调节器、比例积分调节器和比例谐振调节器时对零序环流的抑制效果,并分析了采用不同零序调节器时由于零序环流的采样误差及限幅导致的调节器饱和特性,在此基础上提出一种基于准比例谐振调节器的零序环流控制器,不会发生饱和现象且大大提高了对零序环流的抑制效果,并根据稳态误差、电网基波波动范围和稳定裕度要求对准PR调节器的参数进行了设计。此外分析了零序环流抑制与中点平衡控制之间的关系,并提出了两者协调控制的方法。最后,搭建了基于TMS320F28335型DSP为控制核心,以CPLD作为辅助控制的10KW三电平逆变器实验平台。实验结果验证了理论分析的正确性及所提出的准PR控制器对零序环流抑制的有效性。