輸入串聯型逆變器組合系統的關鍵技術研究

《輸入串聯型逆變器組合系統的關鍵技術研究》是依託南京航空航天大學，由方天治擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：輸入串聯型逆變器組合系統的關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：方天治
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

本項目研究具有容錯性能的真正模組化的輸入串聯型逆變器系統及其在併網套用場合的各項關鍵技術，提出性能最佳化的分散式控制策略，保證系統功率均衡的同時實現其完全模組化；在分散式控制的基礎上，研究系統的N+x冗餘控制技術(熱插拔技術)，使各模組可線上投入、退出且不影響系統的正常工作，從而提高系統的可靠性；提出系統在極端條件下的控制方案，以使系統在各種負載情況下均能正常工作；研究系統在併網狀態下其輸出LCL濾波器的最佳化拓撲，並給出多個濾波器諧振情況下的有源阻尼方案；提出系統在併網場合下實現功率均衡且單位PF輸出的控制策略。項目的研究將為輸入串聯型逆變器組合系統的套用打下理論和工程套用基礎，其研究思路可為其他類型(AC/DC整流器、AC/AC變頻器等)模組組成的組合系統的研究提供參考，本研究也是電力電子系統集成理論研究的重要組成部分，其研究成果也將大力推動分散式發電系統對可再生能源的有效利用。

結題摘要

輸入串聯型逆變器組合系統，包括輸入串聯輸出並聯（ISOP）逆變器組合系統和輸入串聯輸出串聯（ISOS）逆變器組合系統，該類系統非常適用於中高壓輸入大功率交流輸出的套用場合，本項目研究輸入串聯型逆變器組合系統的分散式控制策略、冗餘容錯技術、極端條件下的控制方案，進而研究將該系統套用於併網場合下的目標多重化控制策略。首先，針對ISOP逆變器組合系統，按照複合式控制的思想提出兩種具體的控制方案以實現系統的功率均衡，所提方案亦同時實現了系統的分散式控制。接著，以其中的輸入均壓結合輸出電流相位同步這一方案為例，進一步研究了ISOP逆變器系統的熱插拔技術，使各模組可線上投入、退出且不影響系統的正常工作，從而提高系統的可靠性。針對ISOS逆變器組合系統，本項目亦提出了一種分散式均壓控制策略，將各控制環路分散到每個模組中，使之成為可獨立工作的標準模組，從而實現了系統的完全模組化。針對極端負載條件，項目以ISOP逆變器系統為例，提出引入輔助均壓電路使得各模組損耗電阻相等，最終實現系統的穩定工作。針對ISOP併網逆變器組合系統，採用共用網側電感的方式最佳化系統拓撲，進而優選逆變器側電感電流為控制變數，實現了系統的多重控制目標：功率均衡、單位PF輸出及LCL諧振尖峰的抑制。針對ISOS併網逆變器組合系統，優選網側電感電流和電容電流為控制變數，網側電感電流外環保證進網電流的單位PF輸出，而電容電流內環則在有效抑制LCL諧振尖峰的同時還可與輸入均壓環配合最終實現系統的功率均衡。項目還提出了一種相位超前補償策略，有效改善了數字控制併網逆變器在弱電網下的魯棒性。項目進一步將該方案套用於ISOP及ISOS併網逆變器組合系統，有效解決了多模組併網系統的諧振問題。本項目的研究將為輸入串聯型逆變器組合系統的套用打下理論和工程套用基礎，其研究成果也將大力推動分散式發電系統對可再生能源的有效利用。