多模块并联DC/AC电力变换技术研究

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随着现代电力电子技术的不断进步,多模块并联电力变换技术成为实现高可靠性、大功率供电系统的优选方案,被公认为当今电力变换技术发展的重要方向之一。在DC-AC,DC-DC,AC-DC几种并联电力变换技术中,多模块DC-AC并联技术的应用最为广泛,但由于要满足输出电压频率、幅值和相位的一致,实现难度也最大。本文首先对逆变器并联技术及其控制策略的发展现状进行了总结,由于要实现并联的良好运行,对单个逆变器的动静态特性要求更高,所以对逆变器独立运行的控制方法也进行了分析,研究了一种基于d-q轴的双环解耦控制策略并设计了电压电流环的控制器及逆变器的输出滤波器。从而为DC-AC的并联运行奠定了基础。按照模块间有无互联信号线,可将并联控制策略分为无互联线和有互联线两类。对于无互联线并联,本文采用的是基于下垂特性控制的方法,在这种方法中,如何得到下垂参数及计算输出功率是相当关键的,给出了一种输出功率计算方法并详细推导了下垂参数,并进行了仿真验证。对于有互联线并联,本文对分布式并联方式进行了重点研究,分析了分布式并联的结构及均流理论基础后,通过均流母线引入各逆变器的输出电流值,计算出平均值与本模块输出电流的差作为参考电压的修正值,为了提高动态响应能力,也将瞬时环流引入电流内环。仿真结果表明,此种方法对逆变器的动静态环流都能进行良好的抑制。在理论分析和仿真研究的基础上,对于分布式并联方式的实际系统实现进行了介绍,主要包括驱动电路的设计,平均值电路及同步电路的设计,实验结果表明,系统运行良好,此种方法达到了预期的环流抑制效果。
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