共交直流母线的多台逆变器并联三相并网运行环流分析（共5个仿真） 该链接为两种控制思路下加入环流...

共交直流母线的多台逆变器并联三相并网运行环流分析共5个仿真 该链接为两种控制思路下加入环流抑制控制采用标幺值进行环路控制。 并搭建两机三机五机多机组并网并联运行系统仿真进行分析 研究背景共交、直流母线的存在打破了单独并网模块电气回路的独立性交、直母线和功率管桥臂组成了环流通道。 环流成因较为复杂可分为零序和非零序环流。 环流的存在会增加系统损耗从而降低运行效率造成并联模块之间电流应力的不均衡和严重的电磁干扰影响功率管寿命。 [1]基于矢量控制的环流抑制策略 ① 采用被动式LCL滤波器的单一并网逆变器主电路拓扑结构。 系统采用电动机惯例以电流流进逆变器方向为正方向在普通矢量控制的基础上叠加环流控制。 ② 仿真包括两机组、三机组、五机组并联运行 [2]基于下垂控制的环流抑制策略 ① 采用LCL滤波器和电压电流双环控制结构下垂控制是基于电压源输出机制和电网电压q轴定向。 系统采用发电机惯例以电流流出逆变器方向为正方向在双环下垂控制的基础上叠加环流控制。 平均功率PQ的计算方法为瞬时功率经过低通滤波器后获得。 ② 双环的结构为通过下垂产生系统运行的电角度参考w*和q轴电压参考值u* oq选用q轴电压定向d轴电压参考值u* od 0。 电压反馈值与参 考值的误差经过PI调节器后会同电流前馈补偿和解耦补偿组成了电流内环的给定。 电流内环给定与参考的误差经过PI调节器后会同电压前馈补偿和解耦 补偿组成了参考电压输出。 ③ 仿真包括三机组、五机组并联运行 [3]环流抑制思想 在第一种矢量控制和第二种下垂控制中采用相同的环流抑制思想 ① 针对非零序环流三相系统输出电流ioaiobioc经过三相静止到两相旋转坐标系的变换后得到iod、ioq而后iod、ioq分别与其经过低通滤波器 LPF后滤得的基频正序分量做差即可得到非零序的环流分量设置非零序环流分量控制参考为零经过PI调节器后得到抑制非零序环流分量的dq轴电压补偿参考值叠加在正常双环控制中电流内环产生的dq轴电压参考信号上。 ② 针对零序环流分量系统三相输出电流加和的1/3即为其实际值设定零序环流分量控制参考为零经过PI调节器后得到抑制零序环流分量的 三相电压参考信号。 将双环控制和非零序环流抑制形成的dq轴电压参考信号经过两相旋转到三相静止的坐标变换再与抑制零序环流分量的三相电压参考信号做加和即可得到总的电压参考信号输入SPWM便可获取功率管的触发信号三台逆变器怼进同一根交流母线的时候电路里会冒出些鬼鬼祟祟祟的环流。这玩意儿就像电路里的寄生虫偷吃系统效率不说还让各个模块的电流分配严重失调。搞过现场调试的工程师都懂半夜三更被这种问题搞炸心态是种什么体验。先拆解环流的成分。零序环流像个粘人的牛皮糖三个相电流加起来除以三就是它的真身非零序环流更狡猾得用旋转坐标系才能揪出来。在Matlab里建模时坐标变换的代码直接决定了捕捉精度% 三相转两相旋转坐标系 function [iod, ioq] clarke_park(ia, ib, ic, theta) alpha (2/3)*(ia - 0.5*ib - 0.5*ic); beta (2/3)*(sqrt(3)/2*ib - sqrt(3)/2*ic); iod alpha*cos(theta) beta*sin(theta); ioq -alpha*sin(theta) beta*cos(theta); end这个theta角度要跟电网频率严格同步差个0.1弧度都会让环流分量检测翻车。实测发现用二阶广义积分器做锁相环比传统PLL在谐波环境下靠谱得多。共交直流母线的多台逆变器并联三相并网运行环流分析共5个仿真 该链接为两种控制思路下加入环流抑制控制采用标幺值进行环路控制。 并搭建两机三机五机多机组并网并联运行系统仿真进行分析 研究背景共交、直流母线的存在打破了单独并网模块电气回路的独立性交、直母线和功率管桥臂组成了环流通道。 环流成因较为复杂可分为零序和非零序环流。 环流的存在会增加系统损耗从而降低运行效率造成并联模块之间电流应力的不均衡和严重的电磁干扰影响功率管寿命。 [1]基于矢量控制的环流抑制策略 ① 采用被动式LCL滤波器的单一并网逆变器主电路拓扑结构。 系统采用电动机惯例以电流流进逆变器方向为正方向在普通矢量控制的基础上叠加环流控制。 ② 仿真包括两机组、三机组、五机组并联运行 [2]基于下垂控制的环流抑制策略 ① 采用LCL滤波器和电压电流双环控制结构下垂控制是基于电压源输出机制和电网电压q轴定向。 系统采用发电机惯例以电流流出逆变器方向为正方向在双环下垂控制的基础上叠加环流控制。 平均功率PQ的计算方法为瞬时功率经过低通滤波器后获得。 ② 双环的结构为通过下垂产生系统运行的电角度参考w*和q轴电压参考值u* oq选用q轴电压定向d轴电压参考值u* od 0。 电压反馈值与参 考值的误差经过PI调节器后会同电流前馈补偿和解耦补偿组成了电流内环的给定。 电流内环给定与参考的误差经过PI调节器后会同电压前馈补偿和解耦 补偿组成了参考电压输出。 ③ 仿真包括三机组、五机组并联运行 [3]环流抑制思想 在第一种矢量控制和第二种下垂控制中采用相同的环流抑制思想 ① 针对非零序环流三相系统输出电流ioaiobioc经过三相静止到两相旋转坐标系的变换后得到iod、ioq而后iod、ioq分别与其经过低通滤波器 LPF后滤得的基频正序分量做差即可得到非零序的环流分量设置非零序环流分量控制参考为零经过PI调节器后得到抑制非零序环流分量的dq轴电压补偿参考值叠加在正常双环控制中电流内环产生的dq轴电压参考信号上。 ② 针对零序环流分量系统三相输出电流加和的1/3即为其实际值设定零序环流分量控制参考为零经过PI调节器后得到抑制零序环流分量的 三相电压参考信号。 将双环控制和非零序环流抑制形成的dq轴电压参考信号经过两相旋转到三相静止的坐标变换再与抑制零序环流分量的三相电压参考信号做加和即可得到总的电压参考信号输入SPWM便可获取功率管的触发信号两种控制策略其实共用了一套环流猎杀方案。矢量控制那边叠了层环流抑制环下垂控制则在双环结构里塞补偿项。看看下垂控制的电压环核心代码% 电压外环补偿生成 function [v_ref] voltage_loop(v_dq_ref, v_dq_meas, Kp_v, Ki_v) persistent integrator; if isempty(integrator) integrator [0; 0]; end error v_dq_ref - v_dq_meas; integrator integrator Ki_v * error * Ts; v_ref Kp_v * error integrator; end这里的积分项要加抗饱和限制否则在负载突变时会直接让IGBT炸烟花。某次现场调试就因为Ki_v参数过大导致补偿电压飙到直流母线电压的130%直接触发过压保护。五机并联仿真时发现个诡异现象环流抑制在低功率段效果显著但功率超过60%额定值时零序环流突然开始震荡。后来发现是各逆变器LCL滤波器的容差导致谐振频率偏移。解决方案是在环流检测通道里加个自适应带阻滤波器% 自适应陷波滤波器 function [i_filtered] adaptive_notch(i_raw, freq, Ts) persistent x_prev1 x_prev2; r 0.95; % 衰减系数 theta 2*pi*freq*Ts; b0 1 - 2*r*cos(theta) r^2; a1 -2*r*cos(theta); a2 r^2; % 差分方程实现... end这个滤波器要跟着电网频率实时调整中心频率否则会变成摆设。实测发现加入后五机系统的THD从3.8%降到了1.2%。搞环流抑制就像玩跷跷板——补偿太猛会引发振荡太保守又压不住环流。某次调三机系统时非零序环流的d轴分量死活下不去最后发现是电流传感器的安装位置不对称导致检测相位偏差。所以说硬件层面的对称性比软件算法更关键。