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一种可再生能源自动化设备厂家并网变频器的多谐振PR电流操控技能

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一种可再生能源自动化设备厂家并网变频器的多谐振PR电流操控技能

发布日期:2017-09-06 作者: 点击:

当今社会,化石燃料焚烧形成的环境污染以及非可再生资源的不断耗费所带来的能源危机,自动化设备厂家使得可再生能源的开发变得非常重要。风能、地热能、燃料电池以及太阳能等新式可再生能源不断鼓起,并在散布式发电(distributedgeneration,DG)中占有越来越多的份额。

可再生能源经过并网变频器向电网馈能,构成部分微电网,因而并网变频器技能是可再生能源运用的要害技能之一。并网变频器一般选用脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)下的电流源操控,将带有很多高频重量的电流注入电网,影响电网质量。为了滤除高频电流,一般会在变频器与电网之间加滤波电感。许多提出一种LCL型滤波器,相关于传统L型滤波器,LCL滤波器经过电容支路供应高频旁路,然后使流入电网电流的高频重量大大衰减,被广泛运用于大功率设备。

派克改换能够将三相正弦输入变成两相直流量,然后能够运用传统的PI调理器进行操控,可是轴下的电流存在强耦合,解耦会使操控办法变得杂乱。三相正弦输入在两相停止坐标轴系下仍然是正弦量,因而不能运用PI调理器进行操控。

尽管运用PI加电网电压前馈操控能够减小静态差错,但仍然不能完全消除静差,并且因为上下桥臂之间死区的影响,一般变频器输出都会存在低频谐波,PI调理器无法消除这类谐波。一些能够在指定的频率处供应无穷大的益,然后完成特定频率的无静差操控。如果加在5、7次等处的谐振操控,则能够有针对性地消除这些频率的谐波,显著进步注入电网的电流质量。

比例谐振操控是多阶体系,特别是多频率谐振,体系的阶数敏捷加,再加上LCL滤波器为三阶体系,操控环的规划变得非常杂乱。在这种状况下,提出了一种依据根轨道理论的PR调理器规划办法,该办法依据体系根轨道的改动选定适宜的PR参数,然后确保体系安稳,并供应较好的动态功能。

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本文依据三相并网变频器的运转特点、LCL滤波器及PR调理器的作业特性,在参加5次谐波谐振环节的基础上,研讨在两相停止坐标系下电流环的规划,依据根轨道理论规划体系的极点散布,选取操控器参数并验证体系的安稳性。最终将该规划办法得到的操控参数运用于建立的1kW三相并网发电体系为本文研讨的依据LCL滤波器的并网变频器的主电路拓扑。其间。为直流侧电压。IGBT开关管乃一丁6组成三相半桥结构,ig、is和RC组成LCL滤波器。

两相停止坐标系下依据LCL滤波器的并网变频器操控战略电路少,体系规划简略,硬件上则能够将LCL滤波器独立出来,便于完成。但因为电流反应量较少,对操控办法要求较高,且没有电容电流反应,不能用软件加体系阻尼,有必要参加阻尼电阻。

如所示,直流侧电压由电压调理外环操控,而直流PI调理器的输出则作为两相旋转坐标系下d轴的电流给定,其巨细表明体系的有功功率。经过给定g轴电流,能够调理变频器输出的无功功率,如果要到达单位功率因数,则可将g轴电流给定设为0.在得到勿轴电流给定后,经过反派克改换,能够得到冰轴下的电流给定,该给定值与采样得到的变频器侧电流相减作为PR调理器的输入,PR调理器的输出经过反克拉克改换后经过空间矢量到电网电压的频率和相位,并供应给派克改换运用。

开关周期均匀模型由所示,依据基尔霍夫电压和电流规律,能够得到如下方程组:其间k相桥臂上管导通Sk=i-1,k相桥臂下管导通联的阻抗;々为第々相;为电网电压;以为变频器输出点与地之间的电压;为变频器输出点与电容中点乃之间的电压;f/DD为电容中点乃与地之间的电压。

依据式(1),消去变量与之后,可得用如下办法:对体系进行开关周期均匀,可得这种多谐振的PR调理器在叫处存在谐振峰如所示,为体系供应了很大的益,然后完成对频率为h的沟通重量的无静差盯梢。一起由操控理论知识可知,体系开环益越大,则反抗环内扰动的才能越强,因而,体系关于频率为h的搅扰有很强的反抗才能。

是接连量;和别离为电网电压和变频器侧电流的开关周期均匀。

对式(6)运用克拉克改换,得到体系在两相停止坐标系下的开关周期均匀模型:依据式(7),能够得到体系在两相停止坐标系下的体系框图(依据均匀开关周期模型),如所示。

因为两相停止坐标系下冲上的电流没有耦合,因而规划时能够只考虑其间一相。由,体系的开环传递函数为抱负的PR调理器具有以下办法:Gpr(s)该调理器在沟通角频率为h处具有无穷大的增益和180.的相移,而在其他频率处益为0,且相移为0.但在实践运用中,无穷大的益会给体系的安稳性带来晦气影响,因而PR调理器常常使一阶惯性环节用来近似变频器侧电流的采样保持,而延时环节则表明数字操控环节的延时,本文能够为等于数字操控周期。由式(10)能够看出,参加PR调理器后,体系的阶数上升,如果PR调Kp增节操器选用两个谐振频率,则体系阶数到达八阶,需求合理规划PR调理器才能确保体系的安稳。

为参加调理器后体系的开环波德图和PR调理器的波德图。

因为三相无中线结构中不存在3次谐波的相电流,因而本文选用了两个谐振频率的PR调理器,一个是基波频率的谐振,用来无静差地盯梢两相停止坐标系下的电流给定;另一个是5次谐波的谐振,用来消除变频器输出电流中的5次谐波。为了合理地规划操控器参数,本文选用根轨道理论,经过制作体系参数改动时的根轨道图,找到使得体系安稳的参数规模,然后再依据体系根的散布,得到最佳的PR调理器参数。


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