逆变器母线环流抑制

逆变器：组串式VS集中式 孰优孰劣

要求:

组串式逆变器的劣势：组网方式限制——其逆变器间无高频载波同步，无法解决逆变器间的并联环流问题；距离箱变远端的逆变器线路阻抗较大；多机并联模式——多台逆变器在电网电业跌落时会无法统一输出电压及电流的相位。

集中式并网逆变器：均可通过实验室和现场的低电压穿越测试。

（2）防孤岛保护

孤岛效应：是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时，停电线路由所连的并网发电装置继续供电，并连同周围负载构成一个自给供电的孤岛的现象。GB/T19964-2012标准要求电站具有防孤岛保护设备，通常情况下逆变器采用主动+被动双重防孤岛保护，以保障在任何情况下逆变器能可靠地断开与电网的连接。主动保护通常采用向电网注入很小的干扰信号，通过检测回馈信号判断是否失电，而被动保护通常采用检测输出电压、频率和相位的方式来判定孤岛状态的发生。

组串式逆变器：交流侧直接并联，因主动保护而采用注入失真信号的方式无法应用在多机并联的系统中，无法执行孤岛保护中的主动保护。

——应用风险：产生谐振孤岛将会对线路检修人员造成安全威胁，对用电设备造成损害，严重影响电站的运行安全等等。

集中式逆变器：交流输出无需汇流，直接接入双分裂绕组变压器，同时执行主动和被主动孤岛保护。

（3）支持电网调度

两者共同点：均采用RS485作为通讯接口，回应速度均相应较慢。

组串式逆变器：每兆瓦需对40台逆变器调度，不利于电站的远端调度管理；

集中式逆变器：每兆瓦仅对2台逆变器调度，较为方便。

（4）PID效应抑制策略

目前公认的最为可靠抑制PID效应的解决方法：逆变器负极接地

组串式逆变器：采用虚拟负极接地电路的方式来抑制PID效应，如虚拟电路发生故障组串式逆变器则无法保障对PID效应抑制，远比实体负极接地可靠性差。

集中式逆变器：采用绝缘阻抗监测+GFDI（PV Ground-Fault Detector Interrupter，由分断器件和传感器组成）方案，即逆变器即时监测PV+对地阻抗。当PV+对地阻抗低于阈值的时候，逆变器就会立刻报警停机。

MMC变流器原理

深入解析：MMC变流器的工作原理与优势

在电力系统中，变流器扮演着关键角色，其核心原理如理想变流器的等效电路，揭示了功率传输的奥秘。图1展示了变流器如何将有功功率从相位超前侧流向滞后，无功功率由电压幅值高侧导流至低侧，构建了电力交互的桥梁。

MMC（多电平逆变器）主回路的创新设计，如图2所示，西门子和中国电科院的VSC-HVDC工程，展现了技术的卓越特点。首先，MMC采用的开关器件耐压低，对器件一致性要求不高，降低了设备成本。其次，它采用多电平结构，能有效降低谐波，提升系统运行的平滑性。开关频率低，损耗减小，使得系统效率显著提升。

MMC的独特结构使其能轻易实现背靠背连接，能量流动双向进行，无需额外的输出变压器，显著节省空间与成本。模块化设计便于容量扩展和冗余配置，提高了系统的灵活性和可靠性。但同时也带来挑战，如桥臂环流问题，需要通过精确的控制来抑制。

图4揭示了背靠背MMC的拓扑，换流器桥臂电流包括电网电流、直流电流和环流分量。桥臂电流的复杂性要求精细的控制策略，以保证电网的稳定运行。图5详细描绘了各个电流分量的路径，揭示了每相桥臂的电压和电流动态。

在子模块设计中，HBMMC拓扑结构如图7所示，通过T1和T2开关单元的巧妙设计，子模块可灵活地在电容电压Uc与0之间切换，实现三种工作状态，确保了输出的高效控制。

主回路参数设计中的桥臂电感Larm至关重要，它起到交流连接、抑制环流和保护短路的作用。在实际应用中，电感的选择需平衡电感的压降、成本和系统稳定性，通过仿真优化，已将电感量从20mH减小到3mH，显著提升了系统性能。

功率模块的直流电容则是决定电容电压波动范围的关键参数，通过合理计算，确定了10mF的电容值，以满足稳定运行的需求。主回路参数的调整，无论是减小电容还是增加，都会影响输出电流波形，必须精细调整以保持系统稳定。

最后，控制功能设计采用双闭环控制方法，实现精确的有功和无功功率控制，确保在变频工况下，功率单元的稳定运行。通过外环控制器，两台换流器协同工作，实现功率的灵活传输。

总的来说，MMC变流器以其独特的架构和精密的控制技术，为电力系统的高效、稳定运行提供了强有力的支持。每个环节的设计都体现出其在电力系统中的不可或缺性，展示了其在现代电力技术中的重要地位。

逆变器环流消除方法

环流只与电压矢量差和等效输出阻抗相关。要实现理想运行，消除环流达到各并联模块输出功率平衡的目的，就要从上述两个影响环流的因素着手。因此抑制环流的方法有如下两种：一是加大并机阻抗；二是降低电压矢量差。

1、加大并机阻抗

加大并机阻抗可以通过设置限流电抗器实现，同时静态开关上的固定电压降可以起到同样的作用，而且这些量并不是很大，因此可以在对输出电压影响不的前提下提高并联的可靠性。在有变压器隔离的并联系统中，可以利用变压器的漏抗作为限流电抗，也可以单独设置限流电抗器。

但是一方面要使并机阻抗足够大，使得并联运行时的环流小，另一方面出于小逆变器负载效应的考虑，则希望该阻抗越小越好，这样能够得到更好的输出电压波形。综合两方面考虑，限流电感的大小选取要折中。

虽然加大并机阻抗并不能彻底消除环流（实际上也没有方法真正能够彻底除环流），但这种方法简单可靠，并且能够达到相关的指标要求，因此仍然是环流抑制中最重要的技术。

2、降低电压矢量差

降低电压矢量差同样也可以降低环流，这就必须通过控制手段实现。造成电矢量差的原因是各逆变器输出电压的幅值、频率和相位的差异，而相位是频率的函数，因此降低电压矢量差的关键问题就是对逆变器输出电压幅值和频率的精确控制。而从前面提到的并联控制方法来看，逆变器输出电压和频率的控制又统的无功功率和有功功率有关。对环流的性质进行进一步研究分析可知，并机阻抗的性质对环流有决定性的影响，相应的控制策略也由此决定，因此必须确定实际系统的并机阻抗特性。在得到并机阻抗特性之后，再对下垂控制做相应的改进。

以上对环流的讨论都是基于稳态的，很多条件都是不能满足的。比如，输出压是不能排除谐波成分的，各逆变器的输出阻抗不可能完全相等，各开关器件的工作负载、开关特性及死区时间等也不可能完全一致。因此除了前面分析的稳态环流以外，还要考虑到动态环流。动态环流的抑制同样可以通过加大并机电抗和减小电压矢量差来实现。在减少电压矢量差方面，上面所述的各种稳态下垂控制都不能满足要求，必须在特性方程中加入积分和微分的环节。

逆变器环流如何处理

1. 考虑返厂维修。由于在正常使用条件下，汽车逆变器不会出现环流问题，因此，一旦检测到环流，表明汽车硬件可能存在故障，需要将其送回工厂进行维修。

2. 逆变器的作用是将直流电能（如电池或蓄电瓶）转换为定频定压或调频调压的交流电。它主要由逆变桥、控制逻辑和滤波电路构成。

3. 逆变器在多个领域中得到广泛应用，包括但不限于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD/VCD播放器、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，以及录音设备、按摩器、风扇、照相机等家用电器和办公设备。

功率逆变器能并连吗？

一般来说，并联使用功率逆变器是不被推荐的，因为这需要逆变器具备专门设计的并联功能。市面上销售的1000W逆变器，通常都不具备并联操作的功能。在逆变器输出端进行并联操作，必须确保所有逆变器的输出频率、电压和相位相同，否则可能会产生环流，从而导致逆变器损坏。

逆变器并联操作需要具备特定的控制电路，这是普通市售的小功率逆变器所不具备的。即便在某些情况下，逆变器能够实现并联，这种操作也应当由专业人士进行，确保安全性和稳定性。因此，对于那些没有专门设计和控制电路的逆变器来说，直接并联使用是非常危险的。

并联使用逆变器不仅可能造成设备损坏，还可能带来其他安全隐患。比如，不同逆变器之间的电压不匹配可能导致电流不稳定，甚至引发火灾。因此，在考虑并联使用逆变器之前，最好咨询专业人士的意见，或者选择具有并联功能的专业设备。

综上所述，尽管逆变器并联操作在理论上是可行的，但在实际应用中，由于设备和控制电路的限制，普通用户不应随意进行这种操作。为了确保设备和人员的安全，建议选择具有并联功能的专业设备，并在专业人士的指导下进行操作。

为什么两个逆变器并联运行时，两台逆变器输出的空载电流相角会相差180度？

当两台逆变器并联运行时，如果它们输出的空载电流相角相差180度，这表明其中一台逆变器在输出功率，而另一台则在吸收功率。这种现象在电路中表现为存在于两台逆变器之间的电流，即所谓的“环流”。环流的存在会增加系统的能耗，降低效率，并可能对系统稳定性和可靠性产生不利影响。

交流电源有三个基本要素：幅值、相位和频率。在并联运行的逆变器中，这两个要素的任何不匹配都会导致环流的产生。逆变器的功能是将直流电能（如来自电池或蓄电瓶的电能）转换为交流电（通常为220V、50Hz的正弦波）。这种转换不仅用于家用电器，也广泛应用于各种便携设备和汽车电器。

在汽车上，逆变器的使用尤其常见。通过车载逆变器，可以将汽车电池的直流电转换为交流电，从而支持各种车载电器的使用。车载逆变器的功率范围通常从20W到150W不等，可以满足不同电器的需求。对于更大功率的需求，则需要通过连接线直接连接到汽车电瓶上。

家用电器和便携设备通过逆变器连接到电源转换器的输出端，可以在汽车内部使用。这使得在汽车外工作或旅游时，能够方便地使用各种电器，如手机、笔记本电脑、数码摄像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱以及各种旅游、野营和医疗急救电器。

逆变器的广泛应用不仅限于汽车，还包括各种工业和家庭环境中。通过合理的配置和管理，可以最大限度地减少环流的影响，提高系统的效率和可靠性。

艾默生-力博特UL33-0600L产品简介

艾默生-力博特的UL33-0600L是一款专业设计的隔离双变换在线式UPS产品，它旨在提升系统可靠性。该产品采用第四代IGBT功率器件，结合多重保护技术，确保了对电网不稳定因素如尖峰、浪涌、电压瞬变和噪音的有效消除，确保负载能稳定运行。

它采用先进的双DSP全数字技术，无需任何可调电阻，具有强大的抗干扰能力和无老化漂移特性。分散式直接并联技术的应用，使得在线扩容和系统冗余得以轻松实现，同时，瞬时值数字均流技术显著降低并机系统环流，保证了电流的均衡，不平衡度控制在1%以下。

这款UPS具有优良的电磁兼容性设计，高裕量的功率器件使其能更好地适应电网条件。独特的UPS防雷技术，内置D级防雷，提供了额外的安全保障。其输入特性优异，能应对超宽输入电压范围（-45%～+15%）和宽频率输入范围（50Hz 10%），确保在发电机供电时也能保持稳定的运行。

六管IGBT高频整流技术提升了输入功率因数至0.99以上，通过瞬时值波形控制技术，有效降低了输入电流谐波，低直流母线纹波则有助于延长电池寿命。逆变器采用高精度矢量控制技术，输出电压稳压精度高，动态响应快，畸变率低，可以承受100%不平衡负载，并具有强大的过载能力和抗冲击能力。

输出采用⊿/Z0隔离变压器，有效抑制输出电压的三次谐波畸变。无论是单机在线、单机ECO模式，还是主/从热备份、冗余扩容并机，UL33-0600L都能实现软硬件的完全兼容，其可靠的数字控制和分散式智能并机技术为用户提供了全面的解决方案。

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