三相电压型PWM整流器交流级联系统稳定性研究

随着石油、煤炭、天然气等化石能源的逐渐枯竭，可再生能源的利用越来越得到人们的重视。在可再生能源分布式发电系统中，三相电压型PWM整流器前级级联三相LC滤波器是较为常见的系统。在三相电压型PWM整流器独立稳定工作的情况下，输入侧加入LC滤波器后，所组成的级联系统由于前后级相互影响可能出现级联不稳定问题。 本文分析三相电压型PWM整流器基本工作原理，在dq0旋转坐标系下建立小信号模型，并在双闭环控制策略下设计电流环、电压环和锁相环闭环参数。由判断多输入多输出系统级联稳定性的广义Nyquist判据，根据三相LC滤波器输出阻抗与三相整流器输入阻抗特性，得到可更方便、直接判断级联稳定性的阻抗匹配判据。在阻抗匹配判据中，可直接根据前级滤波器输出阻抗特征值以及后级三相整流器输入阻抗矩阵对角线d轴上的元素在伯德图中幅值是否交截与相角差是否大于180°来判断级联系统稳定性。依据阻抗匹配判据，设计阻抗调节器改变三相PWM整流器的输入阻抗，改善系统的稳定性。 搭建了一台功率为20kW，输入相电压有效值220V，输出电压为700V的三相PWM整流器级联系统验证了理论分析的正确性。