摘要：本次研究在分析调制比的基础上重点分析调制比对电力系统逆变器输出波形质量的影响，通过探究希望能够得到最佳的电压调制比。
关键词：调制比；电力系统逆变器；输出波形质量
针对电力系统中的逆变器，输出电压作为受控量，但是输出电压与负载没有关联，其中高次谐波对电力系统的影响不大，而低次谐波对电力系统由较大的影响，通过利用电压加权总谐波畸变WTHD作为衡量电力系统逆变求输出波形质量的指标，了解调制比对电力系统逆变器输出波形质量的影响。
1调制比
调制比（ModulationIndex，MI）是脉冲宽度调制（PWM）技术中的概念。调制比主要是在电力、通信领域应用的非常广泛。在电力系统中调制比有三种涵义，以其中一种为例，单相STATCOM与系统的等效连接图，EquivalentcircuitofsinglephaseSTATCOMwithsystem实际逆变器损耗并不为0，因此稳态时有：aadsin）sin（+=msdKUU（1）d2sin22RUQSS=（2），式中mK为逆变器输出电压基波有效值与直流电压之比（称为调制比）。
2调制比对电力系统逆变器输出波形质量的影响分析
为了能够找到对电力系统中对逆变器输出电压波形ETHD最小，带纯电感负载时出书电流波形谐波总畸变率的最优控制序列[1]，实现带纯电感负载时输出电流波形的最优化。
在基于免疫遗传算法的基础上选择出电力系统中输出波形最优衡量因子，以WTHD作为评估逆变器输出电压波形质量高低的标准，其具体的内容是通过将各次谐波电压的有效值除以对应的谐波次数，然后得到所有各项的和，开方之后除以基波电压有效值。通过分析发现逆变器输出电压的波形与负载阻抗之间有关联，因此得到电力系统中输出波形最优衡量因子为电流平方相关的函数。
在对逆变器控制的数学模型进行分析的基础上了解了状态矢量与IGA控制序列之间的映射关系。进一步了解IGA在单相逆变器控制中的应用，通过分析发现亲和度评价函数的值越大[2]，逆变器输出电压波形WTHD越小。在进行了上述一系列的计算之后，对电力系统中逆变器输出波形最优影响因素进行分析，以单相全桥两电平纯感性负载逆变器为例，通过公式计算得到电压调制比为逆变器负载电压基波幅值与直流电压E的比值为k=V1/E。当E为88V，负感电流L=0.28H，逆变器输出电流基波的幅值为1A负载上电压基波幅值为88V，当k＜1时，状态为欠调制，当k＞1时，为过调制，当K=1时，为完全调制。
得到上述结果但是也没有完成研究，还需要了解电力系统中逆变器输出波形最优的特点的电压调制比。采取仿真实验方式，仿真实验主电图见图1。
图1单相全桥纯电感负载逆变等效电路
通过选择不同的调制比、不同的开关频率进行一一试验，期间利用免疫遗传算法计算出逆变器最优控制序列，然后通过仿真分析得到输出电压波形的WTHD[3]，通过进行上述试验与计算发现当电压调制比在0.2-0.5之间变化时，不管开关频率如何进行改变，电力系统逆变器输出电压的WTHD逐渐减小，但是减小的幅度并不是很大。当电压调制比在不同区间时，逆变器输出电压的WTHD也会出现不同的变化。
具体表现为，当N在50-100之间时，逆变器输出电压WTHD变化幅度比较大；当N处于125-500之间变化时，逆变器输出电压的WTHD变小，但是变小幅度不会很明显。另外，当k=1.143，N=50，仿真结果为3.086，N=100，仿真结果为2.938；当k=1.081，N=50，仿真结果为1.714，N=100，仿真结果为1.356；当k=1.026，N=50，仿真结果为1.611，N=100，仿真结果为0.974；当k=0.976，N=50，仿真结果为1.843，N=100，仿真结果为1.010；当k=930，N=50，仿真结果为1.981，N=100，仿真结果为1.076；当k=0.889，N=50，仿真结果为2.162，N=100，仿真结果为1.068。
3结语
本次研究对调制比对电力系统逆变器输出波形质量的影响进行了全面性额分析，通过分析发现在不同的调制比参数下，电力系统逆变器输出电压的WTHD也会出现不同的变化，这一点提示能够能够确保电力系统中逆变器输出电压波形WTHD最小，带纯电感负载的逆变器输出电流波形最优，一定要选择最佳的电压调制比。
参考文献
[1]刘思佳，庄圣贤，谢茂军.基于调制比定向偏移控制的孤岛检测方法[J].电力系统自动化，2015，39（03）：132-139.
[2]李海峰，刘崇茹，李庚银，洪国巍.模块化多电平换流器附加直流电压控制策略设计[J].电网技术，2015，39（07）：1779-1785.
[3]刘洪臣，刘雷，王云.小波调制逆变器电压调制比的理论分析[J].哈尔滨工业大学学报，2013，45（10）：63-68.
论文作者:王鹏宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/26
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