一種三相橋式雙頻逆變器仿真的實(shí)現

隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)的日益發(fā)展，對能源的需求量不斷增長(cháng)，全球范圍內的能源危機也日益突出，在近些年來(lái)，可再生能源引起了世界各國政府和能源專(zhuān)家的高度重視[1].目前，全世界很多國家都采取了風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等分布式發(fā)電系統并網(wǎng)運行的措施。風(fēng)力發(fā)電需要用整流器把風(fēng)力發(fā)電機輸出的交流電轉換成直流，再把直流逆變成交流。光伏發(fā)電也需要利用逆變器把直流轉換成交流再并入電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器是連接發(fā)電系統與電網(wǎng)的接口單元，也是研究熱點(diǎn)之一。其中研究新型拓撲與控制方法，使輸出電能質(zhì)量高而同時(shí)又提高效率便成為了研究重點(diǎn)[1-4].參考文獻[4-6]所研究的傳統的并網(wǎng)逆變器主拓撲采用三相全橋逆變器，采用PWM控制技術(shù)使輸出電流波形接近正弦，但該逆變器的6個(gè)開(kāi)關(guān)都工作在高頻，開(kāi)關(guān)損耗大。為了減少開(kāi)關(guān)損耗，參考文獻[7]采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，使逆變器工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)，但這會(huì )使得逆變電路復雜化。參考文獻[8]采用多電平逆變技術(shù)改善輸出電壓質(zhì)量，減少了開(kāi)關(guān)損耗，但這又增加了電路結構和控制方式的復雜性，同時(shí)由于主電路開(kāi)關(guān)元件數量成倍地增長(cháng)，不僅增加了系統成本，而且降低了系統的可靠性?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/雙頻">雙頻變換的思想，本文研究了一種新型三相橋式雙頻逆變器的拓撲結構，并進(jìn)行理論分析提出其控制策略。

1 雙頻逆變器拓撲結構及其控制策略

1.1 雙頻逆變器的拓撲結構及工作原理

三相橋式雙頻逆變器是在傳統三相橋式逆變電路的基礎上構成的，如圖1所示。在該電路圖中，Sap~Scn屬于高頻逆變橋，工作在高頻狀態(tài)；Slap~Slcn、Lla~Llc屬于低頻逆變橋，且開(kāi)關(guān)Slap~Slcn工作在低頻狀態(tài)。La、Ca、Lb、Cb、Lc、Cc構成雙頻逆變電路的濾波器，Ra、Rb、Rc為系統負載。

以A相橋臂為例對三相橋式雙頻逆變器進(jìn)行分析，設fH=NfL,即在低頻開(kāi)關(guān)的1個(gè)周期內包含著(zhù)N個(gè)高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)周期。1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的高頻開(kāi)關(guān)和低頻開(kāi)關(guān)的狀態(tài)如表1所示，每種狀態(tài)所對應的導通電路如圖2所示。

同一橋臂上下開(kāi)關(guān)互補導通。在狀態(tài)1中，高頻開(kāi)關(guān)Sap導通，低頻開(kāi)關(guān)Slap導通。在所構成的回路中，電感電壓和電感電流有下列關(guān)系：