：本文介绍了一种三相三线制T型三电平并网逆变器编制，恪守开合款式建立了其数学模型。针对古代d-q转化的电流内环分配器在三相电压型逆变器中存在着动态反映慢及直流电压不坚定较大的问题，提出一种以泰勒公式为根基的展望电流专揽方法，并挑选了依据功率前馈的双闭环驾驭战略，完成了电流的快速盯梢，裁减了电流的谐波含量，遍及了格局的音讯反应快度。完毕，搭筑了一台23 kW的实施样机，经由践诺样机验证了所提款式和独占政策的可行性。

　　作者简介：雷兰(1992—)，女，通讯作者，副手工程师，评论政策：电力电子变化器、新动力充电桩和电力营销等，邮件：。

　　跟着分布式动力的兴旺，逆变器是新动力方法与电网接口的焦点合头修建，其拓扑机关和分配款式直接故意了传布式方法天性的诟谇[1]。斡旋三电平拓扑结构而言，该拓扑结构具有逆变变革影响高、开合器材的电压应力品级低、谐波含量和dv/dt 较低一级优点[2-3]，而T 型拓扑机合比传统的NPC(Neutral Point Clamped) 拓扑结构具有二极管数量少、转机意图高、功率奢华匀称等利益[4-5]。

　　迁就T 型并网逆变器而言，输出电流分配是逆变器接入并网的环节本事[6]，现在最急急的运用款式收罗滞环左右、PI(Proportional Integral) 独揽和PR(Proportional Resonance) 专揽等。滞环分配格局虽具有音讯反应快度较速的利益，但在其掌管体系下输出的并网电流波描绘易失真，而且采样频率较高，加大了并网侧滤波电感安置难度[7]。在同步坐标系的PI 操作体系下，逆变器体系的输出电流以及电网电压简略输出电压重量直接被采样并参与数字左右，因为数学模型之间糊口耦合的情由，难以完毕输出电流的无静差盯梢。在停止坐标系的PR运用方法下，虽能完毕输出电流的无静差盯梢，但PR独占器的参数难以计划[8]。

　　依据上述说明，本文提出了估计电流分配和功率前馈双关环运用战术，一方面栈稔了电网电流谐波对款式的构成干与的标题，遍及了并网输出电流的谐波含量(Total Harmonic Distortion, THD)，另一方面改写了全盘并网逆变器编制的音讯以及静态功能。终究，始末一台23 kW 的逆变器样机验证了所提方法及把握战略的准确性与有效性。

　　图1 所示为三相三线制T 型并网逆变器的主电路拓扑结构。个中：Udc 为直流电源电压；idc 为直流侧输出电流；C1和C2为直流侧均压电容(C = C1 = C2)；UC1和UC2为逆变器正、负母线电压；Lj 为桥臂滤波电感；Qj1- j4 为功率开闭器材；ij 为逆变器输出交流电流；ej为电网电压( 全文中的下标j = a，b，c)。

　　界说Sj 为开闭变量，其物理寓意为三相桥臂的输出款式。表1 所示为三相桥臂中a 相的开关变量Sa对应该桥臂上各功率开合管的瞬时开合方法[9]，b 相桥臂和c 相桥臂与a 相桥臂的开合形状宛如。

　　从命对表1 中a 相的开关方法举办研讨知说，三相各桥臂电讲恰似于一个单刀三扔开关，可用开合函数Sj展示，详明表明式为：

　　遵从基尔霍夫电流规律(Kirchhoff’s Current Law,KCL)，可得T 型三电平并网逆变器在三相停止abc 坐标系下的数学模型为[10]：

　　式中：r 为输出滤波电感的等效内阻；ujo 为三相三线制电网中性点到桥臂输出点之间的电压；SjP 和SjN为开闭款式。

　　据守三相均匀原理ea + eb + ec = 0，可知三相T 型三电平并网逆变器的输出电流在两相回旋改变d-q 坐标系下的数学模型为：

　　式中：SdP 和SqN 为开闭形状；ed，eq 和id，iq 区别为回旋d-q 坐标系下的电网电压和输出并网电流；ud和uq 为旋绕d-q 坐标系下的逆变器桥臂输出电压。从命输出侧形状方程(3)，或许看出逆变器在d-q坐标系下的数学模型中，d 轴和q 轴之间的函数表达式糊口着耦关合连，为了完成d-q 轴下的解耦操作，需要在输出电网沟通电压中引进前馈运用量-ωid 和ωiq，使其与桥臂输出电压重量ud 和uq 中的耦关项相互抵消。

　　图2 所示为体系整体独占框图。此中：电压外环的影响是对逆变器的直流侧母线电压实施直接组织；电流内环的意图则是恪守电压外环输出的电流参阅指令举办反应的电流运用，然后批改把握方针；功率前馈驾驭则提高了逆变器格局的音讯反映技术；猜测电流驾驭则升高了输出电流谐波；单载波调制则是为了简化分配并易于数字化运用的竣工。

　　依照瞬时功率理论，可得两相改变d-q 坐标系下的逆变器输出瞬时有功功率和瞬时无功功率表达式为

　　因为能量守恒，逆变器的输入功率和额外输出功率处于平衡形状，当无功功率趋于零大体等于零时，此刻逆变器寻常工作在单位功率因数姿态下，即仅向电网运送有功功率，此刻eq = 0。为了坚持直流侧输出电压的安稳，不受并网电压和交流负载改观的干涉，提出一种功率前馈的分配方法，一起也遍及了编制输出并网电流的静态机能。当电网电压坚持巩固且忽视逆变器本身的糟塌时，逆变器体系的输入功率与并网输出的功率极点，此刻前馈电流可露出为：

　　因为死板的操作方法生计采样耽搁和组织精度低的过错。在操作DSP 实施样机实面前开掘，硬件采样电讲中的滤波电途会对电流变成延时，而且输出指令参阅电流的核算也会变成相应的延时，这对并网电流质地构成强大的感染。为了降服延时变成的这些问题，必需对电流的采样进程及绸缪值实施估计处理。本文选用的展望电流独占是依据面前的电流采样值来展望下权且刻的电流当作反应电流值，如此就能够湮灭采样和计划形成的延时。

　　图3 所示为电流采样战略，两次电流的采样是在DSP(Digital Signal Processor) 守时器的周期阻隔和下溢完毕隔绝时期竣工的。依据硬件电路和所提采样方法，最佳猜测功夫为Ts/2(Ts为开关周期)，展望公式推导如图4。此中：xk 为采样岁月；ik 为采样期间对应的采样电流；i4 为面前电流采样值；im 为展望电流值；xk-xk-1=Ts；xm-x4=Ts/2。

　　在逆变器体系中，采样期间决绝特别短，则Ts很小。因此在核算导数时可由线性公式相像替换，可知：

　　通过泰勒公式举办猜测操作，该驾驭格局相对粗糙、数字化功劳完成较简单，且使款式周备优秀的音讯以及静态反映才具。

　　为了验证估计电流独占战略和前馈功率独占的有效性，睡觉并搭建了额外功率为23 kW 的T 型三电平逆变器样机。表2 为总共逆变编制的实践参数。

　　当逆变器处于额外输出功率(23 kW) 干事形状时，电网交换a 相电压和输出并网电流的推广波形如图5 所示。从实施波形无妨看出，输出并网电流的波形高度正弦化，并与电网交流电压同频率同相位。通过下场明晰可知，功率因数为0.999 3，且电网电流的THD 为1.197%。

　　图6 所示为逆变器在直流侧功率遽然发生变化时直流母线电压和并网电流的动态功能。能够看出，挑选前馈功率运用战略无妨升高暂态进程，告终了直流母线电压交换的高功能。

　　图7 所示为T 型三电平逆变器在17 kW 负载条款下的输出电流和电网相电压波形。经由履行结局对比可知，估计电流分配比传统电流反应组织的并网输出电流THD 较低。

　　本文介绍了一种高压大功率的三相T 型三电平并网逆变器。经由展望电流操作战略达到了提高输出并网交流电流THD 的目标，采勤勉率前馈运用方规律降低了逆变器格局的动态以及静态功能。样机履行下场进一步验证了所提方法和分配战略的切确性及可行性，透露出该逆变体系具有低成本、易于掌管等特征。

　　[5] 童鸣庭.三相T型三电平非分隔并网逆变器的揣摩[D].关肥:合肥家产大学,2013.

　　[7] 张兴,张崇巍.PWM整流器及其专揽[M].北京:刻板家产出版社,2012.

　　[10] 夏玲芳.T型三电平逆变器手工商讨[D].南京:南京航空航天大学,2014.