逆變器并聯(lián)系統(tǒng)開關環(huán)流的研究

對于開關環(huán)流與系統(tǒng)參數(shù)之間的相互關系，下面按具體參數(shù)給予詳細分析。
3．1 開關環(huán)流與載波相位差的關系
開關環(huán)流的大小與逆變器并聯(lián)系統(tǒng)一個開關周期內(nèi)處于開關不同步狀態(tài)的時間段的長短有關。圖5a為Lx取值不同情況下，兩逆變器模塊的載波相位差△φ與開關環(huán)流的對應關系。可見，開關環(huán)流的最大峰峰值Ih與△φ成正向相關的關系，△φ越大，Ih越大。為了抑制開關環(huán)流，應盡可能對逆變器模塊載波進行同步控制。
3．2 開關環(huán)流與諧振回路參數(shù)的關系
通過對圖1中并聯(lián)系統(tǒng)電路的分析可發(fā)現(xiàn)，將逆變器模塊的輸出電容與Lx構成了一個LCC串聯(lián)諧振回路。根據(jù)電路原理可知，當電路中存在與諧振頻率相同的源時，電路中的電壓電流將會存在較大的振蕩。Lx和輸出電容構成的串聯(lián)諧振頻率與開關頻率之間的關系勢必會影響開關環(huán)流的大小。
圖5b為△φ=180°時Lx的變化對開關環(huán)流的影響。由圖可知，在Lx=13．7μH，即諧振頻率近似等于開關頻率時，Ih最大；諧振頻率離開關頻率越遠，Ih越小。為抑制開關環(huán)流，應使逆變器的輸出電容與Lx的諧振頻率盡可能遠離開關頻率。圖5c為△φ=180°、不同L情況下諧振回路的總電阻R與開關環(huán)流關系的仿真結果?？梢?，統(tǒng)一的趨勢是R越小，Ih越大。但在不同Lx時，開關環(huán)流隨R變化的情況相差較大，這是因為諧振頻率與開關頻率的關系會影響到R在回路阻抗中的比例。為抑制開關環(huán)流，應使逆變器并聯(lián)系統(tǒng)諧振回路的阻抗取值盡可能大，同時需要兼顧損耗和效率問題。
3．3 開關環(huán)流與濾波電感的關系
圖5d為△φ=7．2°，Lx=13．7μH時Lm與開關環(huán)流的關系?？梢?，Lm越小，開關環(huán)流越大。Lm既會影響電感電流，也會影響開關環(huán)流的大小。圖5e為△φ=180°時，開關環(huán)流與rL關系的仿真結果。可見，在不同Lm情況下，rL對開關環(huán)流的影響很小，分析時可將其忽略。

4 結論
從器件級的電路模型入手，對逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流進行了詳細分析，在現(xiàn)有環(huán)流概念的基礎上提出了開關環(huán)流的概念。通過仿真和實驗明確了開關環(huán)流概念的理論和實際意義，并討論了不同系統(tǒng)參數(shù)對開關環(huán)流的影響。由理論分析、仿真和實驗結果可得：①在一定工作條件下，因為載波不同步而產(chǎn)生的開關環(huán)流幅值會非常大，嚴重影響微電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行：②在其他參數(shù)不變的情況下，開關環(huán)流隨逆變器載波相位差的增加而增大。為了抑制開關環(huán)流，應盡可能對逆變器模塊的載波進行同步控制；③逆變器并聯(lián)系統(tǒng)輸出諧振回路的諧振頻率越接近開關頻率，開關環(huán)流就越明顯。為了抑制開關環(huán)流，該諧振頻率應盡可能遠離開關頻率；④諧振回路的電阻會影響開關環(huán)流的大小，且回路電阻越大，開關環(huán)流越小。為了抑制開關環(huán)流，可以適當增加諧振回路的電阻，但需要折中考慮系統(tǒng)效率；⑤濾波電感值越大，開關環(huán)流越小。要抑制開關環(huán)流，可適當增大濾波電感，但要兼顧LC濾波電路的帶寬。同時濾波電感的等效串聯(lián)電阻對開關環(huán)流幾乎沒有影響，設計中可忽略。