輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)逆變器系統(tǒng)的容錯性能及并網(wǎng)技術研究.pdf

1、輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(Input-series output-parallel,ISOP)逆變器組合系統(tǒng)適用于高壓直流輸入和大電流交流輸出的應用場合，其多模塊串并聯(lián)組合系統(tǒng)的特點令其可有效提高電源系統(tǒng)工作的可靠性，而切實體現(xiàn)這一優(yōu)點的關鍵就是要實現(xiàn)其冗余容錯運行；此外，使用多個小容量逆變器模塊以ISOP拓撲組合成中大容量的并網(wǎng)逆變器應用于新能源發(fā)電系統(tǒng)中，則可以使得系統(tǒng)容量易于擴展、降低系統(tǒng)開發(fā)設計難度、提升并網(wǎng)逆變器的可靠性。本文研究IS

2、OP逆變器組合系統(tǒng)的容錯性能及并網(wǎng)技術。
　　本文第一部分針對ISOP逆變器系統(tǒng)帶獨立負載情況下的冗余容錯技術展開研究。首先根據(jù)復合式控制的思想給出一種分布式控制方案以實現(xiàn)ISOP逆變器系統(tǒng)帶獨立負載時模塊間的功率均衡，該方案中包含的各控制環(huán)路分散于各個模塊中，它們相互之間通過母線實現(xiàn)相互通信；針對上述方案分析多模塊系統(tǒng)中控制環(huán)路間的解耦關系并進行參數(shù)設計。在分布式控制的基礎上提出了一種具體的冗余容錯運行方案，其中采用旁路（而非切

3、除）的方式實現(xiàn)故障模塊的退出，為了實現(xiàn)其瞬態(tài)過程的平滑切換，進一步給出了各功率繼電器及信號開關動作的先后次序即所謂熱插拔的時序，并通過仿真論證了所提熱插拔策略的正確性。最后在實驗室搭建了由三個逆變器模塊組成的ISOP逆變器系統(tǒng)樣機，實現(xiàn)了模塊的在線熱插拔，從而通過實驗驗證了所提冗余方案的有效性。
　　本文第二部分針對ISOP并網(wǎng)逆變器展開研究。并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中各模塊采用LCL型濾波器以提高濾波效果，進一步針對多模塊采用的多個LCL

4、型組合濾波器提出了一種優(yōu)化拓撲，精簡了系統(tǒng)中組合濾波器所需的電感數(shù)量從而降低系統(tǒng)的體積和重量。為了對采用LCL型濾波器引起的諧振峰加以抑制從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定，而又為了同時實現(xiàn)ISOP并網(wǎng)逆變器中各模塊功率均衡且進網(wǎng)電流高功率因數(shù)并網(wǎng)，需精選控制變量。論文選取逆變器側電感電流為控制變量，并按照復合式控制的思路給出功率均衡控制方案；所選控制變量自然包含電容電流的特點使得所提控制方案通過有源阻尼的方式有效抑制諧振尖峰；所提方案間接實現(xiàn)了進網(wǎng)電流