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三相并网逆变器的数学建模案例分析 1 1 2 3 3 4 51.1三相并网逆变器原理概述分布式发电系统输出的电要想并入电网，首DC/DCDC/DC滤波网络分布式储能并网逆变器^W并网逆变器主要由直流电压交换单元(DC/DC)、逆变单元(DC/AC)、控制1.2三相桥式电压型逆变电路图2-2三相桥式电压型逆变电路电压型三相桥式逆变电路如图2-2所示，该逆变电路采用的是IGBT元件。三相电压型桥式逆变电路采取的是180°导电工作方式191,即令同一相的上下两个臂(例如U相V₁和V₄)交替导电，U、V、W各相的导电的起始角度依次相差120°,每个桥臂有180°的导电角度。如此配臂个数均为3,可能是上面一个桥臂导通和下面两个桥臂导通，也可能是下面一电路、元件特性和负载特性共同完成，以U相上下两个桥臂为例，设上桥臂为此时在负载的电感的作用下，电流不能突变，下桥臂的续流二极管VD₄先导通，直到负载电流减小到0,下桥臂中的电流方向反过来的时候，才令V₄导通，完成在上述的180°导电方式中，如果同一相桥臂的开关器件同时导通的话，将会使直流侧电源电源短路，因此，为了防止这种情况发生，要使用“先断后通”1.3滤波电路在三相并网逆变器中，滤波网络的作用是连接电网，逆变单元(DC/AC)输是在独立运行的逆变器中使用，而L型和LCL型滤波器则普遍运用于并网运行逆变系统中，它们的基本电路如图2-3所示。图2-3三种滤波器基本电路统，在LC型滤波器输出端加上一个电感，即为LC常大的衰减。逆变单元的开关频率会引起高频分量，而LCL型滤波器则可以很式中，UaN、UbN、Ucn分别是a、b、c相对中点N间的电压。若设a相桥臂的上、下臂的开关信号为S₁和S4、设b相桥臂的上、下臂的开关信号为S₃和S₆、设c相桥臂的上、下臂的开关信号为S₅和S₂,则有：别导通的时候，UbN分别为Ua/2和-Ua/2,当S₅和S₂分别导通的时候，Ucn分别为Ua/2和-Ua/2,则可以看出交流侧线电压是幅值为Ua的单极性PWM波。设各相开关元件的开关信号分别是Sa、Sb、Sc,定义当上桥臂导通、下桥臂关断时Sx(x=a、b、c)=1,而当上桥臂关断、下桥臂导通时Sx(x=a、b、c)=1,则Sx可表示为：设各相电感Ln都相等，对逆变器交流测使用KVL,可求出：根据式2-5,交流测相电压可表示为：根据式2-4和2-6,可以得到三相并网逆变器在三相静止坐标下的一般数学模1.4.3坐标变换前面分析并建立了三相并网逆变器在三相静止坐标(a,b,c)下的一般数学模型，可以看出三相静止坐标(a,b,c)下的模型十分直观且具有非常清晰一是三相静止坐标(a,b,c)与二相静止坐标(a,β)之间的转换，这种转换是令二相静止坐标(α,β)的α轴与三相静止坐标(a,b,c)的a轴重合，β轴设置在其前进方向上与α轴正交的地方，如图2-4所示。换一般是一个中间过程，三相静止坐标(a,b,c)先转换成二

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