本發(fā)明涉及無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器環(huán)流抑制方法。

背景技術(shù)：

大容量逆變器系統(tǒng)主要由單臺(tái)大功率逆變器和由小功率模塊并聯(lián)而成的兩種結(jié)構(gòu)組成。單臺(tái)大功率逆變器的生產(chǎn)成本較高，并且安裝和檢修都有一定的困難。多個(gè)模塊并聯(lián)可以減小每個(gè)模塊承受的電流應(yīng)力，且系統(tǒng)的靈活性和可靠性較高，因此多個(gè)逆變器模塊并聯(lián)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。

在逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中，有互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)由于有通信線的存在，極大地限制了并聯(lián)模塊間的距離同時(shí)也影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，因此無互聯(lián)線并聯(lián)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。無互聯(lián)線并聯(lián)系統(tǒng)中無通信線的存在，并聯(lián)模塊載波不同步并且沒有信號(hào)的交互。由于無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)載波不同步，系統(tǒng)會(huì)因?yàn)檩d波之間存在相位差而產(chǎn)生環(huán)流。

相關(guān)技術(shù)中針對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)系統(tǒng)的載波相位差調(diào)節(jié)方法都是基于并聯(lián)模塊硬件參數(shù)完全相同無偏差的理想化條件，而實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件參數(shù)不會(huì)完全一樣，因此實(shí)用性較低。從而需要實(shí)用的方法調(diào)節(jié)載波不同步并聯(lián)系統(tǒng)的載波相位差來抑制環(huán)流。后面所說的并聯(lián)系統(tǒng)都是指無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)為基于理想化條件導(dǎo)致的實(shí)用性較低的缺點(diǎn)，而提出一種無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器環(huán)流抑制方法。

一種無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器環(huán)流抑制方法包括以下步驟：

步驟一：根據(jù)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的特性，得到并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的影響，即無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流與并聯(lián)模塊間的載波相位差成正比；

步驟二：根據(jù)步驟一得到的并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的影響，確定兩種調(diào)節(jié)載波相位差抑制環(huán)流的方法，即開環(huán)掃描方法和閉環(huán)調(diào)節(jié)方法；

所述開環(huán)掃描方法通過將兩個(gè)逆變器并聯(lián)模塊的載波相位差進(jìn)行180度完整周期的相移，完成一個(gè)周期的掃描，通過連續(xù)N個(gè)周期掃描計(jì)算兩個(gè)模塊載波相位差，調(diào)整其中一個(gè)模塊的載波相位從而調(diào)節(jié)兩個(gè)模塊載波間的相位差；

所述的閉環(huán)調(diào)節(jié)方法是通過載波相位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)載波相位差，根據(jù)步驟一得到的無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流與并聯(lián)模塊間的載波相位差成正比的關(guān)系，將系統(tǒng)環(huán)流經(jīng)過載波相位調(diào)節(jié)器反饋到并聯(lián)模塊中一個(gè)模塊的載波相位，對(duì)兩個(gè)并聯(lián)模塊間的載波相位差進(jìn)行瞬時(shí)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的目的在于分析并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流特性與并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)環(huán)流的影響，從而根據(jù)分析得到的環(huán)流特性提出調(diào)節(jié)多個(gè)逆變器并聯(lián)模塊間的載波相位差來抑制環(huán)流的方法。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的無互聯(lián)線逆變器并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流抑制方法，采用減小并聯(lián)模塊間載波相位差的新型方法來抑制針對(duì)由于載波相位差存在而產(chǎn)生的環(huán)流，能夠從根本上抑制針對(duì)由于載波相位差的存在而產(chǎn)生的環(huán)流，并且本發(fā)明方法不依賴于并聯(lián)系統(tǒng)理想化的參數(shù)對(duì)稱條件，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本發(fā)明方法能把相位差控制在10度以內(nèi)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器環(huán)流抑制方法的流程圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)公開的一種并聯(lián)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的兩個(gè)具有相位差的三角載波示意圖；

圖4是本發(fā)明逆變器并聯(lián)系統(tǒng)開環(huán)掃描調(diào)節(jié)載波相位差方法的流程圖；

圖5是本發(fā)明開環(huán)掃描方法的載波相位移動(dòng)過程示意圖；

圖6是本發(fā)明逆變器并聯(lián)系統(tǒng)閉環(huán)調(diào)節(jié)載波相位差方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：如圖1所示，一種無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器環(huán)流抑制方法包括以下步驟：

步驟一：根據(jù)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的特性，得到并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的影響，即無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流與并聯(lián)模塊間的載波相位差成正比；

步驟二：根據(jù)步驟一得到的并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的影響，確定兩種調(diào)節(jié)載波相位差抑制環(huán)流的方法，即開環(huán)掃描方法和閉環(huán)調(diào)節(jié)方法；

所述開環(huán)掃描方法通過將兩個(gè)逆變器并聯(lián)模塊的載波相位差進(jìn)行180度完整周期的相移，完成一個(gè)周期的掃描，通過連續(xù)N個(gè)周期掃描計(jì)算兩個(gè)模塊載波相位差，調(diào)整其中一個(gè)模塊的載波相位從而調(diào)節(jié)兩個(gè)模塊載波間的相位差；

所述的閉環(huán)調(diào)節(jié)方法是通過載波相位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)載波相位差，根據(jù)步驟一得到的無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流與并聯(lián)模塊間的載波相位差成正比的關(guān)系，將系統(tǒng)環(huán)流經(jīng)過載波相位調(diào)節(jié)器反饋到并聯(lián)模塊中一個(gè)模塊的載波相位，對(duì)兩個(gè)并聯(lián)模塊間的載波相位差進(jìn)行瞬時(shí)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的目的在于分析并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流特性與并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)環(huán)流的影響，從而根據(jù)分析得到的環(huán)流特性提出調(diào)節(jié)多個(gè)逆變器并聯(lián)模塊間的載波相位差來抑制環(huán)流的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過考慮并聯(lián)逆變器模塊間的載波相位差，得到環(huán)流的表達(dá)式。由此，通過對(duì)環(huán)流表達(dá)式傅里葉分解，可以分析環(huán)流的成分，從而分析環(huán)流的特性和載波相位差對(duì)環(huán)流的影響。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，并聯(lián)逆變器模塊間的載波相位差調(diào)整方法，包括：開環(huán)掃描方法和閉環(huán)調(diào)節(jié)方法。所述開環(huán)掃描方法通過將兩個(gè)逆變器并聯(lián)模塊的載波相位差進(jìn)行180度完整周期的相移，實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期的掃描，通過連續(xù)N個(gè)周期掃描過程計(jì)算出兩個(gè)模塊載波相位差，調(diào)整其中一個(gè)模塊的載波相位從而調(diào)節(jié)兩個(gè)模塊載波間的相位差。所述的閉環(huán)調(diào)節(jié)方法是通過載波相位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)載波相位差，根據(jù)分析得到的環(huán)流特性和載波相位差對(duì)環(huán)流的影響，可以得知環(huán)流大小與載波相位差的關(guān)系，因此將系統(tǒng)環(huán)流經(jīng)過載波相位調(diào)節(jié)器反饋到并聯(lián)系統(tǒng)中一個(gè)模塊的載波相位，從而對(duì)兩個(gè)并聯(lián)模塊間的載波相位差進(jìn)行瞬時(shí)調(diào)節(jié)。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：所述步驟一中得到并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的影響的具體過程為：

如圖2所示給出了一種現(xiàn)有的并聯(lián)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中e_ae_be_c分別為A、B、C三相的電網(wǎng)電壓；該系統(tǒng)采用共用直流母線結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)基于L濾波器，由兩個(gè)并聯(lián)的逆變器模塊組成。

如圖3所示，為兩個(gè)并聯(lián)模塊的三角載波。其中θ是三角載波之間的相位差，u1、u2分別是兩個(gè)模塊的載波波形。

采用空間矢量脈寬調(diào)制方法(SVPWM)進(jìn)行分析，考慮并聯(lián)模塊間的載波相位差θ，計(jì)算所得到環(huán)流由三部分組成i_c'＝i_c1+i_c2+i_c3：

其中第一部分為基波正弦環(huán)流：

其中所述U_d為直流側(cè)的電壓，M為調(diào)制比，并聯(lián)模塊為并聯(lián)逆變器的模塊，包括模塊1和模塊2，載波相位不變的模塊稱為模塊1，載波相位被調(diào)節(jié)的模塊稱為模塊2；L₁為模塊1的電感值，L₂為模塊2的電感值；w_c為載波角頻率，w_s為基波的角頻率，t為時(shí)間；

第二部分為頻率是三倍基波頻率的三角波環(huán)流：

其中所述k₁為整數(shù)；

第三部分是波形近似為方波，頻率為開關(guān)頻率的環(huán)流：

對(duì)各部分環(huán)流進(jìn)行傅里葉分解后相加得到環(huán)流表達(dá)式為：

采用其他調(diào)制方法時(shí)，對(duì)各部分環(huán)流進(jìn)行傅里葉分解相加后所得到的環(huán)流表達(dá)式與上式相同，所以得到的環(huán)流i_c最終表達(dá)式適用于采用任何調(diào)制方法的情況。

通過對(duì)環(huán)流表達(dá)式i_c'進(jìn)行分析，得到考慮載波相位差的并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的環(huán)流具有特征：各頻率分量的環(huán)流大小與相位差θ、直流電壓U_d成正比，與環(huán)路阻抗L₁+L₂和載波角頻率w_c成反比；

各部分環(huán)流進(jìn)行傅里葉分解后相加得到環(huán)流i_c由直流分量和載波頻率及其倍頻次的交流分量組成，環(huán)流的大小與載波相位差θ成正比，兩個(gè)并聯(lián)模塊間的載波相位差大小影響各次環(huán)流的大小，無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流與并聯(lián)模塊間的載波相位差成正比，因此系統(tǒng)環(huán)流的大小可以間接反映載波相位差的大小。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是：如圖4所示，所述步驟二中開環(huán)掃描方法的具體過程為：

兩個(gè)無互聯(lián)線的逆變器模塊的啟動(dòng)時(shí)間不一致，載波存在相位差。對(duì)于這兩個(gè)模塊，載波相位差是無法測(cè)量的，所以本發(fā)明提出保持其中一個(gè)模塊的載波相位不變，調(diào)整另外一個(gè)模塊載波相位，以達(dá)到調(diào)節(jié)載波相位差目的的方法。將載波相位不變的模塊稱為模塊1，載波相位被調(diào)節(jié)的模塊稱為模塊2。

步驟二一：?jiǎn)?dòng)并聯(lián)的逆變器模塊，即模塊1和模塊2；

模塊1和模塊2為獨(dú)立控制的，不同時(shí)啟動(dòng)的，因此載波不同步，具有相位差；

步驟二二：保持模塊1的載波相位不變，移動(dòng)模塊2的載波相位，直到模塊2的載波相位與其原始載波相位相差180度，記錄載波相位移動(dòng)過程中環(huán)流的波形；

其中，載波相位移動(dòng)為恒速移動(dòng)，即每個(gè)時(shí)刻向同一方向移動(dòng)固定角度，如圖5所示，在模塊2的載波相位移動(dòng)180度的過程中，模塊1和模塊2的載波相位差隨著載波相位的移動(dòng)先變小再變大；

根據(jù)步驟一得到并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的影響，在載波相位差變化的過程中，系統(tǒng)環(huán)流以同樣的趨勢(shì)變化，即先變小再變大，這個(gè)過程稱為掃描；

步驟二三：找出一個(gè)掃描周期內(nèi)的最小載波相位差對(duì)應(yīng)的載波相位移動(dòng)量，所述一個(gè)掃描周期為模塊2的載波相位移動(dòng)180度的過程；

根據(jù)步驟一得到并聯(lián)模塊間的載波相位差對(duì)無互聯(lián)線并聯(lián)逆變器系統(tǒng)環(huán)流的影響，在載波相位差最小時(shí)環(huán)流也最小，因此在一個(gè)掃描周期中，記錄的環(huán)流最小時(shí)刻即為載波相位差最小時(shí)刻；

控制系統(tǒng)采集環(huán)流值后，計(jì)算該時(shí)刻采樣以及該時(shí)刻前n-1次采樣得到的共n個(gè)環(huán)流值的方差和平方和，根據(jù)冒泡法找到n個(gè)環(huán)流值方差及平方和最小的時(shí)刻，即載波相位差最小的時(shí)刻；由模塊2載波相位的移動(dòng)速度和載波相位差最小時(shí)刻，計(jì)算對(duì)應(yīng)的載波相位移動(dòng)量；

步驟二四：掃描N個(gè)周期，重復(fù)步驟二二至步驟二三；其中N為大于1的整數(shù)；

步驟二五：計(jì)算N個(gè)掃描周期得到的環(huán)流最小時(shí)刻對(duì)應(yīng)的載波相位移動(dòng)量平均值；

步驟二六：在N個(gè)周期掃描結(jié)束后，將模塊2的載波相位在其原始載波相位的基礎(chǔ)上，移動(dòng)計(jì)算得到的載波相位移動(dòng)量平均值。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：如圖6所示，所述步驟二中閉環(huán)調(diào)節(jié)方法的具體過程為：

步驟二(1)：?jiǎn)?dòng)并聯(lián)的逆變器模塊，即模塊1和模塊2；

模塊1和模塊2為獨(dú)立控制的，不同時(shí)啟動(dòng)的，因此載波不同步，具有相位差；

步驟二(2)：采集系統(tǒng)環(huán)流，信號(hào)經(jīng)過載波相位調(diào)節(jié)器；所述載波相位調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器或者PI調(diào)節(jié)器；

對(duì)于載波相位調(diào)節(jié)器，環(huán)流給定值為ic_ref，輸入為采集到的環(huán)流的絕對(duì)值，輸出為載波相位移動(dòng)量；

步驟二(3)：將載波相位調(diào)節(jié)器輸出的載波相位移動(dòng)量反饋到模塊2，移動(dòng)模塊2的載波相位；

載波相位調(diào)節(jié)器選擇P調(diào)節(jié)器時(shí)，將環(huán)流的絕對(duì)值信號(hào)與給定值ic_ref比較，若差值為正，輸出載波相位移動(dòng)量為正值，則模塊2的載波相位向正方向移動(dòng)，載波相位差減?。蝗舨钪禐樨?fù)，輸出載波相位移動(dòng)量為負(fù)值，則模塊2的載波相位向負(fù)方向移動(dòng)，載波相位差增大。

系統(tǒng)環(huán)流在環(huán)流給定值ic_ref附近變化，改變環(huán)流給定值可以調(diào)節(jié)環(huán)流大小。根據(jù)環(huán)流特性和載波相位差對(duì)環(huán)流的影響，這種方法可以調(diào)節(jié)載波相位差大小。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至三之一相同。