光伏逆变器电流畸变的自适应抑制设计研究_魏姗姗.pdf
《光伏逆变器电流畸变的自适应抑制设计研究_魏姗姗.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光伏逆变器电流畸变的自适应抑制设计研究_魏姗姗.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023.6Vol.47No.6研 究 与 设 计收稿日期:2022-11-15基金项目:山东省技术创新项目(201931001121);国网山东省电力公司科技资助项目(SGSDJY00GPJS2100133)作者简介:魏姗姗(1991),女,山东省人,硕士,主要研究方向为新能源发电与控制技术。光伏逆变器电流畸变的自适应抑制设计研究魏姗姗,韩小岗,樊相臣,杨伟进(国网山东综合能源服务有限公司,山东 济南 250100)摘要:借助新型的开关支路低频调制的方式可以有效降低光伏逆变器的开关损耗,但会导致输出电流总谐波失真度(THD)的增大,从而恶化逆变器的输出性能。为此,提出了一种光伏逆变器的自适应
2、电流畸变抑制调制策略,仅在过零点时使用传统高频脉宽调制(PWM),而在其他区段自适应切换至降损开关支路低频PWM调制,从而在降低光伏逆变器开关损耗的同时实现低THD的输出效果。以 T型逆变拓扑为例,介绍了两种PWM 调制策略的工作原理,对提出的光伏逆变器的自适应电流畸变抑制调制策略进行了分析,通过仿真和样机实验对所提出的自适应电流畸变抑制调制策略进行验证。实验结果表明所提出的方案可以获得低开关损耗,同时有效抑制光伏逆变器的输出电流畸变。关键词:光伏逆变器;T型逆变器;电流畸变;自适应抑制调制;总谐波失真度中图分类号:TM 464文献标识码:A文章编号:1002-087 X(2023)06-08
3、04-04DOI:10.3969/j.issn.1002-087X.2023.06.025Research on adaptive suppression design of current distortion inphotovoltaic inverterWEI Shanshan,HAN Xiaogang,FAN Xiangchen,YANG Weijin(State Grid Shandong Comprehensive Energy Service Company,Jinan Shandong 250100,China)Abstract:With the help of the low
4、-frequency modulation method of new switching branch,the switching loss ofphotovoltaic inverter can be effectively reduced,but it would increase the total harmonic distortion THD of outputcurrent,which would deteriorate the output performance of the inverter.Therefore,an adaptive suppressionmodulati
5、on strategy of current distortion for photovoltaic inverter was proposed,only using the traditional high-frequency PWM modulation when crossing the zero point,and adaptively switching to the low-frequency PWMmodulation of loss reducing switching branch in other sections,so as to achieve the output e
6、ffect of low THD whilereducing the switching loss of photovoltaic inverter.Taking the T-type inverter topology as an example,the workingprinciples of two PWM modulation strategies were introduced,the proposed adaptive current distortion suppressionmodulation strategy was analyzed,and the strategy wa
7、s verified through simulation and prototype experiments.Theresults show that the proposed scheme can achieve low switching loss and effectively suppress the output currentdistortion of photovoltaic inverter.Key words:photovoltaic inverter;T-type inverter;current distortion;adaptive suppression modul
8、ation;THD高功率密度和小尺寸1-3是光伏逆变器的重要发展方向,而这要求更低的损耗和更小的滤波器件。多电平逆变器4-5被广泛应用于光伏逆变器中,其不仅可以有效降低开关器件的应力,还可以减小滤波器件的尺寸,从而提高系统的功率密度。除此之外,SiC和 GaN等新器件也被用于降低转换器运行过程中的导通损耗6-7。而通过部分开关支路低频脉宽调制(PWM)4也可以有效降低逆变器在工作过程中的开关损耗。低频PWM调制常见于双降压逆变器中8,在这一应用场合下,逆变器的其中一个开关支路工作在高频PWM调制,而另一个开关支路工作在工频 PWM 调制,这可以有效降低来自器件的开关损耗9。但这往往会带来输出电
9、流畸变,进而影响系统的输出性能,因此需要额外的措施去抑制电流畸变。引入重复控制、模糊控制或滑膜控制实现输出电流的精准跟踪是常见的电流畸变抑制方法,但其复杂的控制增加了系统设计的难度,因此需要寻找简单有效的方法去抑制电流畸变。为了解决开关支路低频 PWM调制时存在的输出电流畸变问题,本文以T型逆变拓扑为例,提出了一种光伏逆变器的自适应电流畸变抑制调制策略,其仅在过零点时使用传统高频 PWM 调制,而在其他区段自适应切换至开关支路低频PWM调制,从而在降低光伏逆变器开关损耗的同时,实现低总谐波失真度(THD)的输出效果。本文先介绍了两种PWM调制策略的工作原理,再对提出的光伏逆变器自适应电流畸变抑
10、制调制策略进行分析,最后通过仿真和样机实验对所提出的混合PWM调制策略进行验证。实验结果表明所提出的方案可以获得低开关损耗,同时有效抑制光伏逆变器的输出电8042023.6Vol.47No.6研 究 与 设 计流畸变。1 两种PWM调制策略的分析1.1 T型逆变拓扑原理与分析此处选用的T型逆变拓扑如图1所示,T型逆变拓扑直流链路使用两个大电容进行稳压储能,两个开关支路 A和B构成T型逆变桥,输出由简单的LC滤波器进行滤波。通过控制两个开关支路的开关管工作状态形成不同的电流回路,从而输出不同的逆变电平。图 2展示了一个单独的开关支路的拓扑,每组开关支路共可输出3种不同的电平,即 0和Vdc/2。
11、因此两组开关支路组合可输出 5种不同的电平,即0、Vdc/2和Vdc,也被称为五电平逆变器。1.2 传统PWM调制传统的T型逆变器调制方法是正弦脉宽调制(SPWM),其将正弦电流参考信号与载波进行调制进而得到占空比,从而驱动对应的开关管实现开通或者关断。这种调制方案下两个开关支路都工作在高频,T型逆变器存在8种工作状态。为便于标识,使用开关函数来描述开关管的导通和关断行为。当开关函数 Sx=1 时,表示对应的开关管导通;当开关函数 Sx=0时,表示对应的开关管关断。由于SPWM调制存在正极性区间和负极性区间,因此分成vAB0和vAB0进行讨论,对应工作状态标记为 A1A8,则常规SPWM调制策
12、略下T型逆变器的开关函数和vAB的输出电压对应关系如表1所示。图 3 展示了传统 SPWM 调制示意图,传统 PWM 调制简单可靠,对应的逆变器输出电流基本呈正弦,仅在过零点处存在轻微畸变,其 THD较低,逆变器输出质量较好。但由于两个开关支路均工作在高频工况下,因此具有较为明显的开关损耗,这不利于提高系统的传输效率和功率密度,因此需要合理的方法降低高频开关损耗。1.3 开关支路低频PWM调制通过效仿双降压逆变器5-6降低开关损耗的思路,令开关支路B工作在50 Hz工频,而开关支路A仍旧保持高频运作,从而可以有效降低来自开关支路B的开关损耗,间接提高光伏逆变器的传输效率。此时 T 型逆变器共存
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 逆变器 电流 畸变 自适应 抑制 设计 研究 姗姗
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。