Wellenformoptimierungssteuerung eines aktiven neutralpunktgeklammerten Dreistufen-Leistungskonvertersystems

Derzeit führt die zunehmende Integration erneuerbarer Energiequellen zu einer ständigen Schwächung der Netzstärke. Bei schwacher Netzstärke können Wechselwirkungen zwischen Wechselrichtern oder zwischen Wechselrichtern und der Impedanz der Netzleitung weitreichende Oszillationen im Stromsystem hervorrufen. Darüber hinaus können die unterschiedlichen DC-Spannungsanwendungseigenschaften von Leistungskonverter-Systemen (PCS) zu Übermodulation führen, was Probleme mit schmalen Pulsen erzeugt, die die Steuerung des Gleichgewichtes des Mittelwertpotentials weiter beeinträchtigen. Bestehende Methoden zur Eliminierung der Ruhezeiten sind stark anfällig für Urteile über die Strompolarität, was sie in der praktischen Anwendung ineffektiv macht. PCS können aufgrund der inhärenten Ruhezeiteffekte, der Ungleichgewichte des Mittelwertpotentials in Dreistufen-Topologien und der schmalen Pulse den Gehalt an niederfrequenten Harmonischen in der Ausgangsspannung erhöhen, was letztlich die netzgebundenen Ströme verzerrt. Dies ist besonders anfällig für Resonanzen in schwachen Netzen. Um die Ausgangsspannungswellenform von PCS zu verbessern, präsentiert dieser Artikel eine umfassende Kompensationssteuerungsstrategie, die die Eliminierung der Ruhezeiten, das Gleichgewicht des Mittelwertpotentials und die Unterdrückung schmaler Pulse kombiniert, alles basierend auf einer aktiven neutralpunktgeklammerten (ANPC) Dreistufen-Topologie. Diese Strategie hat die Eliminierung der Ruhezeiten Vorrang und berechnet die oberen und unteren Grenzen der Nullsequenz, die für das Gleichgewicht des Mittelwertpotentials verfügbar sind, während sie gleichzeitig vollständig kompensiert, um schmale Pulse zu eliminieren. Indem die Eliminierung der Ruhezeiten priorisiert, gefolgt von der Unterdrückung schmaler Pulse und schließlich dem Gleichgewicht des Mittelwertpotentials wird, entkoppelt diese Methode das Kopplung zwischen diesen drei Faktoren. Die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Methode wird durch semi-physikalische Simulationen validiert.