三相光伏并網(wǎng)逆變器直流注入抑制策略

3 仿真研究
為了驗證理論分析和控制方案的正確性，在Matlab／Simulink環(huán)境下進行時域仿真研究。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：電網(wǎng)電壓380 V／50 Hz，直流母線電壓700 V，系統(tǒng)開關(guān)頻率16 kHz，濾波電感6 mH，并網(wǎng)電流幅值10 A，虛擬電容值500μF，在a相參考電流中加入1 A直流，仿真結(jié)果如圖5所示。

由圖5a可見，與理論分析一致，a相中直流注入引發(fā)b，c相并網(wǎng)電流中出現(xiàn)直流分量。由圖5b可見，將單相光伏系統(tǒng)虛擬電容概念直接引入后，直流注入現(xiàn)象依然存在。由圖5c可見，采用提出的基于虛擬電容的解耦控制方案后，初始時刻并網(wǎng)電流中存在一定的直流分量，經(jīng)閉環(huán)調(diào)節(jié)40 ms后直流注入得到有效抑制。由圖5d可見，采用提出的α，β坐標(biāo)系控制方案后，穩(wěn)態(tài)時并網(wǎng)電流中不含直流分量，從而實現(xiàn)了有效的直流注入抑制。
對3種控制方案進行性能對比，方案2，3的直流抑制能力能力好，方案1的直流抑制能力差；方案1，2控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，方案3控制結(jié)構(gòu)簡單。結(jié)果表明，方案3不僅控制結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)，同時具有較好的直流注入抑制能力。

4 實驗結(jié)果
對方案3的有效性進行實驗驗證，系統(tǒng)主電路如圖1所示，其中直流側(cè)電壓250 V由直流穩(wěn)壓電源提供，交流側(cè)通過3 kVA變壓器接至三相
電網(wǎng)，變壓器變比為380：120，濾波電感3 mH，開關(guān)頻率10 kHz，并網(wǎng)電流幅值5 A，虛擬電容值500μF，在a相參考電流中加入1 A直流分量，系統(tǒng)控制策略采用TMS320F2812型DSP實現(xiàn)，DSP工作頻率150 MHz。

圖6示出實驗結(jié)果，與理論分析一致，a相中1 A直流注入將導(dǎo)致b，c相并網(wǎng)電流中分別出現(xiàn)0．5 A的直流分量，如圖6a所示。采用所提出的控制方案3后的實驗結(jié)果如圖6b所示，可見，穩(wěn)態(tài)時并網(wǎng)電流中基本不含直流分量，從而實現(xiàn)了直流注入的有效抑制。

5 結(jié)論
針對直流注入抑制問題，通過理論分析、仿真和實驗得出結(jié)論：①與單相光伏系統(tǒng)不同，三相光伏系統(tǒng)中任意一相直流注入將會引發(fā)其他相電流中出現(xiàn)直流分量；②將單相系統(tǒng)虛擬電容控制策略直接引入三相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控制系統(tǒng)并不能有效抑制直流注入；③基于虛擬電容解耦的同步轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控制方案可以有效抑制直流注入，但控制結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；④基于虛擬電容的α，β坐標(biāo)系控制方案不僅可以實現(xiàn)直流注入的有效抑制，還具有原理簡單、易于實現(xiàn)等特點，具有一定工程應(yīng)用價值。