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(PSIM仿真)并網逆變器諧振問題仿真

并網逆變器經常會聽到一個諧振問題,為什么會產生諧振,這得從逆變器的輸出結構說起;一般50KW一下的并網逆變器輸出濾波一般都是LC架構,在一些并網環境比較惡劣的情況下(比如逆變器并網點跟逆變器之間的接線過長,或者多臺逆變器同一個共用并網點),這時候逆變器輸出濾波由LC變成了LCL;  

并網逆變器諧振的原理如下圖:

     可以有兩種處理方法,一種是加阻尼(分有源阻尼跟無源阻尼),有源阻尼其實是在C上串并電阻,實際應用會有很大損耗,所以一般采用虛擬阻尼,直接在軟件上去模擬等效LC上面并聯電阻,這樣并不會增加太多的實際損耗,同時硬件上也不用增加任何成本;另一種是諧波補償,通過對LC上面電壓的采樣,對C上面的電壓進行傅里葉變換,保留有用的50Hz分量,其他分量進行補償,同樣也能起到抑制諧振的效果;

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2021-04-17 16:29

 方案一加阻尼抑制諧振:

常規硬件解決方法是輸出電容并聯或者串聯電阻,雖然能夠抑制高頻諧振,但是R載一直掛在工頻50HZ的市電上損耗太大,方案可行性不高:

虛擬阻尼分析如下:

阻尼電流的提取計算如下:

軟件代碼實現:
△V_C提取

輸出電流減去△I_R


上面就實現了虛擬阻尼的算法控制;下面通過搭建仿真驗證方案的可行性:

不加虛擬阻尼仿真波形(波形發散,系統失控)

加了虛擬阻抗算法后,系統穩定運行:


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2021-04-17 17:05
@Richie_Li
 方案一加阻尼抑制諧振:常規硬件解決方法是輸出電容并聯或者串聯電阻,雖然能夠抑制高頻諧振,但是R載一直掛在工頻50HZ的市電上損耗太大,方案可行性不高:[圖片]虛擬阻尼分析如下:[圖片]阻尼電流的提取計算如下:[圖片]軟件代碼實現:△V_C提取[圖片]輸出電流減去△I_R[圖片]上面就實現了虛擬阻尼的算法控制;下面通過搭建仿真驗證方案的可行性:[圖片]不加虛擬阻尼仿真波形(波形發散,系統失控)[圖片]加了虛擬阻抗算法后,系統穩定運行:[圖片]

方案二諧波補償:

市電高阻抗情況下,市電不再是標準的正弦波,而是疊加了高頻信號(LC諧振);正常情況下我們逆變器是跟蹤市電波形去控制電流;
市電高阻抗情況下,還是按照常規的處理方法;就會使市電震蕩的更厲害;
如果能把市電的高頻成分提取出來,然后在控制環里面反向補償(也就是諧波補償),是不是能把震蕩壓制下來???

通過提取高頻諧波,補償后波形如下:

下面我們通過搭建仿真模型驗證:

控制上進行高頻諧波提取以及反向補償:

在相同的硬件參數下:

無高頻諧波補償仿真波形(可以看出系統發散失控)

加了高頻諧波補償,系統穩定運行




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2021-04-22 09:38
@Richie_Li
 方案一加阻尼抑制諧振:常規硬件解決方法是輸出電容并聯或者串聯電阻,雖然能夠抑制高頻諧振,但是R載一直掛在工頻50HZ的市電上損耗太大,方案可行性不高:[圖片]虛擬阻尼分析如下:[圖片]阻尼電流的提取計算如下:[圖片]軟件代碼實現:△V_C提取[圖片]輸出電流減去△I_R[圖片]上面就實現了虛擬阻尼的算法控制;下面通過搭建仿真驗證方案的可行性:[圖片]不加虛擬阻尼仿真波形(波形發散,系統失控)[圖片]加了虛擬阻抗算法后,系統穩定運行:[圖片]

不錯啊

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lkings
LV.6
5
2021-05-11 11:08

不錯不錯,樓主功底很好,一般我們是不是用儀器也可以設置到仿真的這種輸出波形.

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2021-05-11 16:50

樓主厲害啊,能把PSIM源文件發一份給我嗎?我最近就在解決這個問題中,非常感謝。郵箱:maidouaiqie@163.com

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2021-05-12 15:53

謝波抑制是根據串聯諧振演化的應用形式,LC自身如何配比阻抗呢

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呂先森
LV.2
8
2021-05-17 16:23

LC架構中L和C的數值如何選擇,是否有相關參數

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飛翔2004
LV.10
9
2021-05-21 13:11
@lkings
不錯不錯,樓主功底很好,一般我們是不是用儀器也可以設置到仿真的這種輸出波形.

請問如何設計虛擬阻抗來改善電流波形?

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yujunice
LV.5
10
2021-05-28 16:10

兩級式單相并網逆變器中后級逆變回路的電壓單閉環仿真應該怎么做?

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yujunice
LV.5
11
2021-05-29 11:32

如何對系統建立數學模型,以及選定環路調節器的參數(主要是逆變器電流環),如何減小并網電流的THD。

1
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2021-05-30 21:04
@Richie_Li
方案二諧波補償:市電高阻抗情況下,市電不再是標準的正弦波,而是疊加了高頻信號(LC諧振);正常情況下我們逆變器是跟蹤市電波形去控制電流;市電高阻抗情況下,還是按照常規的處理方法;就會使市電震蕩的更厲害;如果能把市電的高頻成分提取出來,然后在控制環里面反向補償(也就是諧波補償),是不是能把震蕩壓制下來???[圖片]通過提取高頻諧波,補償后波形如下:[圖片]下面我們通過搭建仿真模型驗證:[圖片]控制上進行高頻諧波提取以及反向補償:[圖片][圖片]在相同的硬件參數下:無高頻諧波補償仿真波形(可以看出系統發散失控)[圖片]加了高頻諧波補償,系統穩定運行[圖片]

高頻諧波如何提取?

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朝哥
LV.3
13
2021-06-04 20:37

諧振變換器如何實現系統穩定

0
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朝哥
LV.3
14
2021-06-04 20:42

目前主流的諧振解決方案有哪些

0
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dy-sJl1S546
LV.1
15
2023-05-23 12:13
@為有源頭活水來
不錯啊

樓主可以把PSIM源文件分享一份么?謝謝!525799603@qq.com

 

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2023-05-29 15:26
@chenguo1982515
高頻諧波如何提取?

濾波器提取50HZ正弦,在用原采樣減去提取的正弦

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