三相三磁柱式耦合电抗器对大功率T型三电平光伏并网逆变器并联系统的影响

摘要

为了最大化盈利能力,超过500kW的大功率光伏并网逆变器越来越有吸引力.然而,由于现有的三电平IGBT模块功率等级限制,单机T型三电平光伏并网逆变器功率等级被限制到200kW以下.由此并联成为解决这一问题的有效途径,但同时会带来环流问题.与此同时,为了降低成本、减小系统体积,大功率单机光伏并网逆变器通常采用三相三磁柱式耦合电抗器.然而由此带来的三相磁路耦合会使得三相系统的零序回路特性与三个单相电抗器构成的系统是完全不同的,这对于并联系统的零序环流产生很大影响.本文基于三相三磁柱式耦合电抗器的磁路结构和相应的电感电压方程,建立了考虑三相磁路耦合特性的三相T型三电平逆变器零序环流模型.基于该模型发现,在并联系统中,三相三磁柱式耦合电抗器的使用以及三电平逆变器本身控制的复杂性使得零序环流发生了很大的变化.如果不再硬件、软件上加以改进,无法实现T型三电平逆变器的并联运行.仿真与实验验证了上述结论.