大功率光伏逆变系统测试用电网模拟器研究

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1、第37卷第4期华电技术Vo1．37No．42015年4月HuadianTechnologyApr．2015大功率光伏逆变系统测试用电网模拟器研究孙功伟，曾泽湖，张春旺，余志飞(1．广东电网公司佛山供电局，广东佛山510000；2．国网长春供电公司调控中心，长春130000；3．国电南京自动化股份有限公司，南京210000)摘要：为了测试大功率光伏变流器的低电压穿越性能，需要设计大功率电网模拟器。以TI公司浮点分散控制系统(DSC)处理器TMS320F28335为核心，搭建了双三相桥变流系统，将可控整流器和变流器组成双三相桥结构系

2、统用于搭建电网模拟器。为了实现不对称形式的电压跌落，对采样电压和设定电压均进行双由分解，即对电压进行正负序分离。在分解过程中加入100Hz陷波器，实现对给定电压和反馈电压的正负序分离。与测试光伏变流器连接后，形成功率回路，在消耗很小电能的情况下，完成满功率低电压穿越性能测试。关键词：由变换；低电压穿越；电网模拟器；光伏逆变器中图分类号：TK79文献标志码：B文章编号：1674—1951(2015)04—0072—04O引言随着光伏电站规模的增大，大规模光伏电站对地区电网的影响愈发显著，大功率光伏逆变器低电压穿越技术(LVRT)越

3、来越受关注口]。现在常用的低电压穿越测试平台，需要通过短路电感的方式实现，灵活性较差。针对此种缺陷，有必要研发一种大规模、易扩展的低电压测试平台，可以通过人为设置实现各种电压跌落形式。did本文将可控整流和变流器组成双三相桥结构系=-Rij+toLiq+ed统用于搭建电网模拟器。由于功率回路结构的可逆I誓=一+eq，㈩性，方便接线和控制，且电压跌落方式的转换仅需要人为进行参数设置，而不需要硬件上的改动，安全性式中：为并网侧电抗器电感；i和i，e和e，和和可靠性得到了提高。u分别为交流侧电流、网侧电压、输出电压的d轴、g轴分量；为

4、包括电感电阻在内的每相线路电阻；1功率回路原理=2盯f，f为开关频率。电网电压定向矢量控制通常采用双闭环级联式图1所示为单侧三相桥主电路，两侧的主电路控制结构：电压外环、电流内环。电压环的主要作用是相同的，且公用同一组母线。作为低电压穿越测是控制直流母线电压；电流环根据电压环给出的电试平台使用时，整流桥臂的交流侧作为输入接人电流指令对交流侧输入电流进行控制，并实现单位功网，逆变桥臂的交流侧作为输出经变压器隔离后与率因数运行。为了实现单位功率因数运行，通常无功电流分量的参考值设为零。系统控制结构框图如光伏逆变器输出连接。同时，将低

5、电压穿越测试平图2所示。台的母线与光伏逆变器的母线连接，用于提供直流，低电压穿越测试平台整流侧的控制结构框图如这样系统形成能量回馈回路，可以在消耗很少电能图2所示，采用前馈解耦控制策略J，当电流调节的情况下，完成满功率的低电压穿越功能测试。器采用PI调节器，则变换器输出端的电压可按式这里先对电网模拟器中的整流桥臂工作原理进(2)计算。行说明，通过图1可以推导得出同步旋转幽坐标系下的网侧变换器数学模型，见式(1)。收稿日期：2014—09—09；修回日期：2015—03—27第4期孙功伟，等：大功率光伏逆变系统测试用电网模拟器研究

6、·73·图2三相PWM变换器控制框图式中：，K分别为PI环所用P，I参数；s为积分因简化调节时的工作量，由于不对称时正序电压的q子；，i。分别为给定电流的有功和无功分量。轴分量依然为零，为了简化设备操作流程，本文将各对于电网模拟器的逆变侧，由于是提供一个可种不对称产生类型进行分类，并推导得出需要设置变的电网，所以其不需要锁相，可以按测试要求发出的跌落比例。在设置了跌落类型、故障相序以及跌设定频率、幅值及对称或不对称波形。落比例后，就可以生成相应的电压波形。这样，对其输出端电压的计算式可以缩减为由于该系统采用空间矢量脉冲调制(SV

7、PWM)方式生成脉冲宽度调制(PWM)脉冲，式(4)中的输式(3)。，五，、出端电压计算得出之后，通过PARK反变换，分别得{fMd=(：KP+)(f—ed)+ed到电网电压正、负序两相静止坐标系下的Ol轴和，(3)轴分量。和。，和，然后相加得到电压总IM=(K+)(eqre一eq)的轴和卢轴分量和，用于计算得出增强型脉式中：e，e耐分别为给定电压的d轴和g轴分量，冲宽度调制(EPWM)模块的比较值。这里可以设置e为给定相电压幅值，而e则设置2输出电压跌落类型设置为0，以生产对称的输出电压。所以，式(3)仅适用电网电压跌落故障有

8、单相接地、两相接地、两相于生成对称电压的情况。短路、三相接地和三相短I6。三相故障属于对对于不对称电压，需要进行采样电压和设定电称跌落范畴，本节不做分析。压的双幽分解，即需要对电压进行正负序分离。本2．1单相接地短路文通过在分解过程中加入100Hz陷波器，实现对