LCL濾波三電平并網(wǎng)逆變器有源阻尼控制
摘要:針對LCL濾波器在三電平光伏并網(wǎng)逆變器應用中的諧振和相位偏差問(wèn)題,研究了基于電壓定向的虛擬電阻有源阻尼控制策略,提出通過(guò)反饋電容支路電流消除并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓相位差的相位補償方法。實(shí)驗結果表明,該控制策略不僅能有效抑制電流諧振,而且能保證三電平并網(wǎng)逆變器在單位功率因數狀態(tài)運行。
關(guān)鍵詞:逆變器;三電平;有源阻尼;相位補償
1 引言
隨著(zhù)能源枯竭和環(huán)境污染問(wèn)題的曰益嚴峻,各國對綠色能源的渴求越來(lái)越緊迫,使得光伏并網(wǎng)系統得到了空前發(fā)展。并網(wǎng)逆變器作為連接電池板與電網(wǎng)的核心設備,不僅要完成直流到交流的電能轉換,而且要滿(mǎn)足各電網(wǎng)公司對并網(wǎng)電能質(zhì)量提出的要求,其中對電流諧波分量及總諧波畸變率的規定相對嚴苛。然而,并網(wǎng)逆變器通常采用高頻PWM的電流源控制,會(huì )導致并網(wǎng)電流中含有高次諧波。由于LCL濾波器較L濾波器對高頻諧波有更好的衰減特性,因此在光伏并網(wǎng)系統中得到廣泛應用。
2 原理與設計
2.1 LCL濾波三電平并網(wǎng)逆變器
圖1為基于LCL濾波的二極管箝位型三電平并網(wǎng)逆變器拓撲結構。由于在橋臂相電壓中含有3個(gè)電平,故可輸出比傳統兩電平拓撲更平滑的線(xiàn)電壓波形,從而在相同濾波電感量下可得到諧波含量更小的并網(wǎng)電流。在三電平并網(wǎng)逆變器拓撲中,逆變橋通過(guò)LCL濾波器連接到電網(wǎng),使高頻諧波分量衰減更快,進(jìn)一步改善并網(wǎng)電流質(zhì)量。
2.2 LCL濾波器有源阻尼控制
根據理論分析,可得網(wǎng)側電流與逆變器橋臂電壓函數關(guān)系的波特圖見(jiàn)圖2。LCL濾波器參數:Ls=1.5 mH,Lt=2 mH,C=25μF;L濾波器參數:L=3.5 mH??梢?jiàn),LCL濾波器較L濾波器有更好的高頻衰減特性,但卻存在諧振問(wèn)題,會(huì )使諧振點(diǎn)附近諧波含量增加,嚴重時(shí)將造成系統不穩定。
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