（江苏省电力公司检修分公司 210000）
摘要：目前我国电力系统朝着高压直流方向发展，特别是直流系统中，多个变流器单元并联运行，并且连接到同一个直流母线上，在不同的开关状态下，各个变流器之间会有不同的环流通路，从而形成环流，环流的产生会导致系统容量增加，损耗增加，电流畸变更加严重。本文对环流的产生机理进行了分析，并采用一种变化零矢量方法来抑制环流，最后仿真加以验证。
关键词：直流输电；变流器并联；环流；变化零矢量
1环流的产生机制
如图1所示为两个功率相等的三相并网逆变器并联的拓扑结构图，且开关状态为（100），即a相上管导通，b、c相下管导通。图中，ix1、ix2（x=a，b，c）代表交流侧电感电流，L1，L2代表交流侧滤波电感，为直流母线电压[1]。
图1 两个三相并联变流器环流示意图
以A相为例讨论环流的产生机制。首先考虑两个并联变流器开关状态一致且每条支路阻抗相等的情况[2]，图1开关状态下，A相和B相之间存在四条通路。
由此可见可见，环流的产生主要是由于并联变流器之间存在开关状态不一致的开关矢量所导致的，并联单元阻抗不一致、死区时间不一致、触发脉冲发出时间不一致等都可能产生环流[3][4]。
2基于变化零矢量的环流抑制策略
可以从硬件和软件上着手来抑制环流，软件方法是在控制策略上作以改进，下面给出一种基于变化零矢量的SVM环流控制方法。
对于单个逆变器，根据基尔霍夫电流定律，有：
图3 零序环流等效电路
如上文所述，网侧变流器采用电压电流双闭环控制系统，采用矢量控制SVPWM调制，采用SVPWM调制时，零矢量有（000）和（111），当输出为零矢量时，单个变流器输出被短路，变流器之间会有环流，因此零矢量的所占比例的大小对环流有相应的影响，所以可以通过改变不同零矢量在一个周期中所占的比例，来控制零序环流，而不会影响控制目标。
为了模拟有环流的情况，可以通过设置各并联单元电抗器参数不一致、死区时间不一致、触发脉冲发出时间不一致的方法来产生环流，这里我们采用第一种方法，设置各并联单元电抗器参数相差2%，即第一个并联单元输出电抗器为245μH，第二个并联单元输出电抗器为255μH。
3仿真验证结果
图4 有无环流控制时a相环流波形对比
由图中可以看到，无环流控制时波形畸变严重，加入了环流控制后波形明显接近正弦，谐波明显减少。这就是采用变化零矢量的环流控制策略的效果。
从上面两图的比较可以看出，有没有环流控制算法的效果很明显，加上环流控制算法后，环流百分比直接从%降到%，结果显而易见。
环流成分主要为直流环流、开关频率处谐波环流和开关频率倍数次边带谐波环流。这主要是由于当采用分布式控制方式时，每个变流器的电流控制器的控制器参数不同，继而对电流控制造成不一致性，正是该不一致性造成了较大的环流。
4结论
在多个变流器单元并联运行中，多组变流器并联，并且连接到同一个直流母线上，在不同的开关状态下，各个变流器之间会有不同的环流通路，从而形成环流，而这些环流的存在会导致系统容量的增加，损耗的增加，电流畸变严重，经过分析，环流的大小受零矢量作用时间的影响，可采用变换零矢量的方法抑制环流，仿真验证了该方法的有效性。
参考文献：
[1] 张宇，段善旭，康勇，等.三相逆变器系统中的零序环流的研究[J].中国电机工程学报，2006，26（3）：62-64
[2] 王文军，汤钰鹏，张晔.逆变器并联运行的环流反馈控制[J].电力系统保护与控制.2009，37（17）：16-19
[3] 杨恩星，仇志凌，陈国柱，等.并联双PWM变流器在低速永磁直驱风力发电系统中的应用[J].电力系统自动化.2009，33（10）：95-98
[4]董亮，张尧，温传新，等.逆变器并联系统开关环流的研究[J].电力电子，2012，46（10）：33-35
论文作者:李波波
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/9
标签：环流论文; 变流器论文; 矢量论文; 电流论文; 逆变器论文; 单元论文; 会有论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;