非隔离型三相三电平光伏逆变器的有源阻尼控制运算方法技术

本发明专利技术揭示了非隔离型三相三电平光伏逆变器的有源阻尼控制运算方法，基于非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模等效回路模型，共模等效回路模型包括零序电流回路，取滤波电容两端电压，

【技术实现步骤摘要】
非隔离型三相三电平光伏逆变器的有源阻尼控制运算方法


[0001]本专利技术涉及非隔离型三相三电平光伏逆变器的有源阻尼控制运算方法，属于三相光伏逆变器共模电流控制的

。

技术介绍

[0002]非隔离型三相三电平光伏逆变器耐压等级高，输出电压更接近正弦波，电压畸变率低，谐波含量小，
dv/dt
小，并且省去了笨重的工频变压器或者复杂的高频变压器，系统的结构变得简单，体积小
、
成本低
、
效率高，在光伏并网发电系统中得到广泛应用
。
[0003]但是，无变压器结构使得太阳能电池板和电网有了电气连接，共模电流会大幅增加，带来传导和辐射干扰，进网电流谐波和损耗的增加，危及设备和人员安全
。
[0004]为了抑制共模电流，图1展示了一种改进型
LCL
滤波器，将滤波电容公共点接回到直流侧中性点，有效抑制了高频共模电压和共模电流
。
其中：寄生参数
CPV1
和
CPV2
为太阳能电池板对大地的分布电容，取决于电池板面积
、
土壤性质
、
空气湿度和安装方式等因素；
u
PV1
和
u
PV2
分别为正
、
负母线寄生电容电压；
LCL
滤波器中
L
为桥臂滤波电感；
Lg
为网侧滤波电感；
Cf
为滤波电容；r/>N
为三相滤波电容的公共点；
O
为直流侧中性点；
n
为电网中性点；经过
n
流向大地的电流
icm
为共模电流
。
[0005]如图2所示，为共模等效回路模型，可以看出由于滤波电容中性点
N
和直流侧中性点
O
连接后，左侧零序电流回路中几乎无任何阻尼电阻，极易发生谐振，影响逆变器的稳定运行
。
该谐振频率近似为滤波电感
L
和滤波电容
C
f
间的谐振频率

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，针对零序电流回路中几乎无仍和阻尼电阻极易发生谐振的问题，提出非隔离型三相三电平光伏逆变器的有源阻尼控制运算方法
。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]非隔离型三相三电平光伏逆变器的有源阻尼控制运算方法，基于非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模等效回路模型，所述共模等效回路模型包括零序电流回路，取滤波电容两端电压
u
f
，
Bus
中心线上的零序电流
i0为系统状态量，
[0009]按照状态空间方程形式列写零序回路状态空间方程如下：
[0010][0011]其中
u0＝
3V
cm
为桥臂输出的共模电压；
[0012]采用全状态反馈构造一个虚拟阻抗来实现有源阻尼，令
u0＝
‑
Kx(
其中
K
＝
[k
1 k2])
，并代入状态空间方程，则状态空间方式形式变为依据现代控制理论，
其特征方程如下：
[0013]det[sI
‑
(A
‑
BK)]＝0ꢀꢀꢀ
(12)
[0014]分别将各个矩阵代入并计算：
[0015][0016]得到代入计算特征方程：
[0017][0018]通过对调节反馈矩阵
K
的参数进行阻尼效果调节
。
[0019]优选地，将公式
14
转换为标准二阶系统特征方程：
[0020]s2+2
ξω
n
s+
ω
n2
＝0ꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0021]其中，
[0022]k1＝
ω
n2
LC
f
‑1[0023]k2＝2ξω
n
L
ꢀꢀꢀꢀ
(16)
[0024]通过选取阻尼比
ξ
角频率
ω
n
对
k1和
k2进行设计
。
[0025]本专利技术的有益效果主要体现在：
[0026]能有效抑制共模零序电流回路中的
LC
谐振
。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征
、
目的和优点将会变得更明显：
[0028]图1是非隔离型三相三电平光伏逆变器的电路图
。
[0029]图2是非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模等效回路模型图
。
[0030]图3是本专利技术有源阻尼控制运算方法的运算框图
。
[0031]图4是采用本专利技术所提供有源阻尼控制算法前后对比效果图
。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0033]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明
。
可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定
。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分
。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
[0034]为了抑制共模电流，图1展示了一种改进型
LCL
滤波器，将滤波电容公共点接回到直流侧中性点，有效抑制了高频共模电压和共模电流
。
其中：寄生参数
CPV1
和
CPV2
为太阳能电池板对大地的分布电容，取决于电池板面积
、
土壤性质
、
空气湿度和安装方式等因素；
u
PV1
和
u
PV2
分别为正
、
负母线寄生电容电压；
LCL
滤波器中
L
为桥臂滤波电感；
Lg
为网侧滤波电感；
Cf
为滤波电容；
N
为三相滤波电容的公共点；
O
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
非隔离型三相三电平光伏逆变器的有源阻尼控制运算方法，基于非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模等效回路模型，所述共模等效回路模型包括零序电流回路，取滤波电容两端电压
u
f
，
Bus
中心线上的零序电流
i0为系统状态量，其特征在于：按照状态空间方程形式列写零序回路状态空间方程如下：其中
u0＝
3V
cm
为桥臂输出的共模电压；采用全状态反馈构造虚拟阻抗来实现有源阻尼，令
u0＝
‑
Kx(
其中
K
＝
[k
1 k2])
，并代入状态空间方程，则状态空间方式形式变为依据现代控制理论，其特征方程如下：
det[sI
‑
(A
‑
BK)]
＝0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
分别将各...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小俊，
申请(专利权)人：苏州海鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：