微型三相逆變并網控制器調試與分析

摘要：前些年，大規模電力故障頻發，例如美國大停電、中國南方冰雪災害帶來的大停電，這些都暴露出了當時電力網絡的缺點。第一，大規模的電力系統中，地域性的事故容易擴大發生連鎖反應，連鎖反應也帶來大規模的停電甚至毀滅性的災難，其次，在一些偏遠地區，互相連接了的大型電力系統不能提供理想的電力。微型電網技術可以用獨立的能源發電裝置作為供電電源，可以單獨組網。

本文主要通過搭建一個微型并網裝置，并對并網狀態進行監控，記錄一系列數據，對微電網的供電系統技術的實際應用提供幫助，具有一定的實踐價值。

關鍵詞：三相并網;逆變器;控制器

Abstract：In the past few years，large-scale power failures，such as the blackouts in the United States and the blackouts caused by the snow disaster in southern China，have exposed the shortcomings of the power network at that time.First，in large-scale power systems，regional accidents tend to expand and chain reactions，and chain reactions also cause large-scale power outages and even devastating disasters.Second，in some remote areas，large interconnected power systems cannot Provide the ideal power.Microgrid technology can use independent energy generation devices as the power supply and can be networked separately.

This paper mainly studies a micro-grid device built by us and monitor the grid-connected state to obtain a series of data provides assistance for the practical application of the power supply system technology of the microgrid and has certain practical value.

Keywords：Three-phase grid connection，inverter，controller

1.對微型三相逆變并網控制器的聯合調試

1.1單獨運行試驗

（1）逆變器開環試驗

在開始試驗前需要先驗證主功率板和測量電路是否準確。來確定試驗所需要的系統試驗平臺是否穩定、可靠，對其先進行開環試驗。輸出波形如下圖所示：

由圖中得知，上述輸出波形RMS可達14.1V，正弦波平滑，沒有明顯噪點，頻率為50Hz，。需要對其空載情況進行長時間工作測試，以確保試驗平臺的穩定性和可靠性。

（2）逆變器的閉環試驗

三相逆變并網控制器一般工作在并網模式和單獨運行模式，在單獨運行模式的時候需要有一個電壓環開控制輸出電壓穩定，降低系統電壓調整率和負載調整率，必須具有良好的穩態能力。如圖1.2為單獨運行的時候的閉環輸出波形。

從上圖可以看出波形較為平滑，有效值達到14.1V，能夠快速的達到穩態運行，經測量輸出的電流達到2A，功率能達到90W。閉環試驗的成功說明了，微型三相逆變并網控制器能夠進行并網，且系統的穩定性得到了驗證。

1.2 逆變器的并網運行試驗

在并網運行的時候運用燈泡法來確定2個三相逆變器是否達到并聯的標準，經過調試之后成功并聯，實現電流比1：1，圖1.3是相位觸發信號還有三相逆變并網控制器的輸出的電壓波形和電流波形圖

經過驗證試驗，電網的THD達到0.4%小于規定的3%，并且能夠達到電流比在1：2和2：1之間可調，THD測量由儀器測得。

2對微型三相逆變并網控制器的分析

本章主要是分析在聯合調試實驗中遇見的一些問題，并給出了一些逆變器的實驗數據。

2.1調試中遇到的問題

2.1.1外特性

由于負載的減小，輸出電流的逐漸變大，輸出電壓下降較多，且三相對稱負載由于發熱所發生的變化不一致，又由于是三相三線制，因此造成輸出的3個線電壓不一定相同，變成了帶不平衡負載。為了解決這個問題，在PID調節的時候加入積分飽和算法，并調整PID的系數，且盡量使三相負載平衡。

2.1.2 逆變器并網測量問題

由于并網測和逆變側相距較遠，且測量模塊和從機之間也距離較長，測量模塊要輸出有一個相位觸發信號。但是在實際的聯合調試中，由于距離較長，造成的測量電壓不穩定，測量的觸發脈沖信號也極為不穩，這個現象尤其是在滿載的時候最為明顯。

為了解決這個問題，采取了以下措施：

1.采用磁環約束來解決信號干擾的問題。

2.在觸發信號輸出端加一個功率發射電路，提供更高功率觸發信號。

3.在三相逆變電路接上共模電容，減少共模干擾。

4.AD測量模塊的GND利用差模電容接到系統的表面。

參考文獻：

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[4] .楊偉.模擬同步發電機特性的逆變器并聯技術研究[D].南京航空航天大學，2011.

作者簡介：

姚婕妤：1998年3月30日出生，浙江嘉興人，中國計量大學質量與安全工程學院安全工程專業大四學生

（作者單位：中國計量大學質量與安全工程學院）