电气工程学报 ›› 2021, Vol. 16 ›› Issue (3): 47-53.doi: 10.11985/2021.03.007

• 电力电子与电力传动 • 上一篇    下一篇

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变流器交流电流直流成分抑制策略与设计*

俞斌1(), 谢民1(), 高博2(), 孙辉2(), 丁津津2(), 张峰2(), 王鹏3(), 肖华锋3()   

  1. 1.国网安徽省电力有限公司 合肥 230001
    2.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 合肥 230601
    3.东南大学电气工程学院 南京 210096
  • 收稿日期:2021-01-07 修回日期:2021-03-01 出版日期:2021-09-25 发布日期:2021-10-29
  • 通讯作者: 肖华锋 E-mail:ee.yubin@foxmail.com;xiem261x@ah.sgcc.com.cn;gb506@126.com;987712670@qq.com;djinjin123@126.com;stuzhangfeng@sina.com;wp471978853@outlook.com;xiaohf@seu.edu.cn
  • 作者简介:* 肖华锋,男,1981年生,博士,教授。主要研究方向为新能源发电用拓扑、控制和保护技术,HVDC输电技术等。E-mail: xiaohf@seu.edu.cn
    俞斌,男,1986年生,硕士。主要研究方向为继电保护及自动化。E-mail: ee.yubin@foxmail.com
    谢民,男,1975年生。主要研究方向为电力系统继电保护技术。E-mail: xiem261x@ah.sgcc.com.cn
    高博,男,1981年生,硕士。主要研究方向为电力系统继电保护技术。E-mail: gb506@126.com
    孙辉,男,1990年生,硕士。主要研究方向为电力系统继电保护技术。E-mail: 987712670@qq.com
    丁津津,男,1985年生,博士研究生。主要研究方向为智能电网、继电保护和新能源。E-mail: djinjin123@126.com
    张峰,男,1992年生,硕士。主要研究方向为电力系统继电保护技术。E-mail: stuzhangfeng@sina.com
    王鹏,男,1997年生,硕士研究生。主要研究方向为新能源并网与分布式发电技术。E-mail: wp471978853@outlook.com
  • 基金资助:
    * 国网安徽省电力有限公司科技资助项目(521205180020)

DC Current Component Suppression and Parameters Design for Grid-connected Inverter

YU Bin1(), XIE Min1(), GAO Bo2(), SUN Hui2(), DING Jinjin2(), ZHANG Feng2(), WANG Peng3(), XIAO Huafeng3()   

  1. 1. State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd., Hefei 230001
    2. Electric Power Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd., Hefei 230601
    3. School of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096
  • Received:2021-01-07 Revised:2021-03-01 Online:2021-09-25 Published:2021-10-29
  • Contact: XIAO Huafeng E-mail:ee.yubin@foxmail.com;xiem261x@ah.sgcc.com.cn;gb506@126.com;987712670@qq.com;djinjin123@126.com;stuzhangfeng@sina.com;wp471978853@outlook.com;xiaohf@seu.edu.cn

摘要:

非隔离并网逆变器由于具有变换效率高、重量轻、成本低等突出优势,在分布式并网中被广泛应用,但也存在向电网注入直流电流成分的风险。为了消除这个直流成分,有学者提出“虚拟电容”方法,在不增加硬件电路的情况下通过控制算法的方式在逆变器的交流侧等效串联一个电容,起到隔离直流电流的作用。然而,现有虚拟电容法控制器参数的选择没有兼顾进网电流控制器的稳定性和动态性能。为此,提出一种比例谐振控制器和虚拟电容(Proportional resonant controller and virtual capacitor, PR+C)控制器参数优化方法,旨在权衡直流成分抑制速度和进网电流跟踪效果。所提方法中的评价指标简单明了,可为逆变器的控制器参数整定提供指导。

关键词: 非隔离逆变器, 直流成分, 虚拟电容, 参数优化

Abstract:

Transformerless grid-connected inverters have been widely used in distributed grid-connected due to their outstanding advantages such as high conversion efficiency, light weight, and low cost. But this also causes the inverter to inject DC current components into the grid. In order to eliminate this DC component, some scholars have proposed a “virtual capacitor” method, in which a capacitor is connected in series on the AC side of the inverter through a control algorithm without increasing the hardware circuit to isolate the DC current. However, the existing virtual capacitance method controller parameter selection does not consider the stability and dynamic performance of the grid-in current controller. Therefore, a PR+C (Proportional resonant controller and virtual capacitor) controller parameter optimization method is proposed, which aims to balance the DC component suppression speed and the grid-in current tracking effect. The evaluation index in the proposed method is simple and clear, which can provide guidance for the parameter tuning of the inverter controller.

Key words: Transformerless inverters, DC current injection, virtual capacitor, parameters optimization

中图分类号: