基于虚拟阻抗的两级式逆变器二次纹波电流传播特性及抑制策略*
2021-11-22杨波,汤峻,杨晨
电机与控制应用 2021年10期
杨 波, 汤 峻, 杨 晨
(国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司,江苏 苏州 215031)
0 引 言
在分布式交流发电系统中[1-3],通常需要采用前级DC/DC变换器+后级单相DC/AC变换器的两级式功率变换拓扑,其中前级DC/DC变换器实现对输入低压直流的升压以及高频电气隔离,后级DC/AC变换器对输入直流电压进行逆变控制,实现对终端负载供电或者并网。
由于变流器输入输出瞬时功率守恒,故两级式单相逆变器输出瞬时功率势必存在系统输出交流频率2倍的脉动信号,进而使得前级DC/DC变换器输入直流电流中存在同样2倍输出频率的交流纹波。该二次纹波电流一方面增加了逆变器开关管及磁性元器件损耗;另一方面将会对输入源造成干扰,影响输入电源的性能,对光伏电池、燃料电池等分布式新能源的寿命也有重大影响[4-8]。
文献[9]通过优化前级DC/DC变换器电压外环和电流内环的截止频率,实现了对二次纹波电流的抑制,分别给出了开环、单电压闭环、电压电感电流双环控制下的环路控制参数设计方法,但文中并未详细阐述电压环、电感电流对负载侧二次纹波电流传播的作用机理。文献[10]通过反向电流传递增益对此进行解释,但该方法较为复杂且不够直观。文献[11]针对单电压环控制的DC/DC变换器,引入电感电流带通反馈环路,并利用虚拟电阻的概念解释了其抑制二次纹波的原理。文献[12-13]针对双环控制的DC/DC变换器,于电压环输出引入一带阻滤波器,有效地抑制了二次纹波,但也未详细解释其抑制机理。……
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