基于碳化硅的双向PCS设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.09.007

摘要/Abstract

摘要：

随着双向储能变流器(PCS)朝着高电压、高效率的趋势发展,SiC器件在双向PCS中开始应用。SiC的PCS主电路拓扑采用可以有效降低并网电流谐波的T型三电平逆变电路。针对SiC器件开关频率高,基于相电压采样的锁相控制比较容易受干扰,以及电网不平衡时容易影响系统稳定性,提出基于线电压采样的锁相环以及相应的并网电流正负序分离控制策略。最后,搭建了1台基于SiC的10 kW双向PCS实验样机,样机性能良好,运行稳定可靠,实验验证所设计方案和控制策略正确有效。

关键词: 双向储能变流器, T型三电平逆变电路, 碳化硅, 控制策略

Abstract:

With the development of bidirectional power conversion system (PCS) towards high voltage and high efficiency,SiC devices are gradually being applied in bidirectional PCS.The PCS main circuit topology of SiC adopts a T-type three-level inverter circuit that can effectively reduce grid connected current harmonics.Aiming at the high switching frequency of SiC devices,the phase-locked control based on phase voltage sampling is more susceptible to interference,and the system stability is easily affected when the power grid is unbalanced,a phase-locked loop based on line voltage sampling and the corresponding positive and negative sequence separation control strategy of grid-connected current are proposed.Finally,a 10 kW bidirectional PCS experimental prototype based on SiC is built,which shows good performance and stable and reliable operation.The experimental results verify the correctness and effectiveness of the design scheme and control strategy.

Key words: bidirectional power conversion system, T-type three-level inverter circuit, silicon carbide, control strategy

中图分类号:

TM464

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图/表 18

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参考文献 16

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电位状态	VTa1	VTa2	VTa3	VTa4
P	1	1	0	0
O	0	1	1	0
N	0	0	1	1

参数类型	参数值
额定功率/kW	10
并网交流相电压/V	220/(1±10)%
母线直流电压/V	720
目标功率因数@满载	>0.98
开关频率/kHz	60
满载目标效率	>98%