三相逆變器輸出電壓不平衡的控制研究.pdf

1、PWM逆變器同整流器一樣是電力電子裝置的重要組成部分,在各種電能變換中,逆變器有著非常重要的作用。隨著新能源的開(kāi)發(fā),分布式發(fā)電系統(tǒng)得到了廣泛的研究與應(yīng)用,各種發(fā)電裝置發(fā)出的電能需要通過(guò)一系列的電能變換,將發(fā)電設(shè)備發(fā)出的電能轉(zhuǎn)換為可以接入無(wú)窮大電網(wǎng)的電能,或者如果不接入電網(wǎng),也需要將電能變換為一般的用電器可以直接使用的電能,這中間需要大量的電力變換裝置,而其中逆變器起著舉足輕重的作用。而隨著科技的發(fā)展,負(fù)載呈現(xiàn)出多樣性,在生產(chǎn)生活中,對(duì)供

2、電設(shè)備能夠帶不平衡負(fù)載及非線性負(fù)載的能力要求也越來(lái)越高。因此,本文主要針對(duì)三相負(fù)載不平衡條件下的逆變器特性進(jìn)行深入研究。
　　 本文以三相三線制PWM逆變器為研究對(duì)象,分析了逆變器帶不平衡負(fù)載時(shí)的輸出特性,介紹了逆變器輸出電壓不平衡的抑制方法。為了使系統(tǒng)的性能達(dá)到要求,通常要引入反饋控制,而反饋控制的設(shè)計(jì)大多數(shù)依賴于被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,為了便于逆變器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),需要首先建立逆變器的數(shù)學(xué)模型,逆變器含功率器件,是非線性電路,因

3、此本文采用開(kāi)關(guān)周期平均法,建立了三相逆變器在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系及兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,在兩相靜止坐標(biāo)系下對(duì)逆變器進(jìn)行了模型解耦及電壓、電流雙環(huán)控制器設(shè)計(jì),在兩相靜止坐標(biāo)系下對(duì)逆變器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析,并設(shè)計(jì)了兩坐標(biāo)軸下的重復(fù)控制器。三相不平衡輸出電壓可分解為對(duì)稱的正序分量、負(fù)序分量和零序分量,在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,正序分量表現(xiàn)為直流量,而負(fù)序分量表現(xiàn)為基波的2次諧波分量,旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的的電壓、電流雙環(huán)PI控制具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速率,但

4、是卻不能完全消除由負(fù)序分量帶來(lái)的周期性擾動(dòng):而重復(fù)控制卻能夠消除周期性擾動(dòng),但是它對(duì)被控對(duì)象模型的準(zhǔn)確性要求較高,且動(dòng)態(tài)響應(yīng)速率較慢。為此,本文提出了分別在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與兩相靜止坐標(biāo)系下進(jìn)行電壓、電流雙環(huán)控制及重復(fù)控制的復(fù)合控制算法。
　　 在逆變器數(shù)學(xué)模型建立及控制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,基于Simulink對(duì)逆變器控制系統(tǒng)進(jìn)行了模型的搭建與仿真。仿真比較了電壓、電流雙環(huán)控制、重復(fù)控制及雙環(huán)控制與重復(fù)控制結(jié)合控制下逆變器帶不平衡負(fù)載