Heric拓扑并离网仿真模型(Plecs)探索
#Heric拓扑并离网仿真模型(plecs) 逆变器拓扑为:heric拓扑。 仿真说明: 1.离网时支持非单位功率因数负载。 2.并网时支持功率因数调节。 3.具有共模电流抑制能力(共模电压稳定在Udc/2)。 此外,采用PR单环控制,具有sogipll锁相环,lcl滤波器。 注:(V0004) Plecs版本4.7.3及以上

最近在研究电力电子相关的内容,发现了 Heric 拓扑的并离网仿真模型挺有意思,和大家分享一下。
Heric 拓扑逆变器
此次研究的逆变器拓扑采用的是 Heric 拓扑。它在电力电子领域有着独特的优势,在并离网应用场景中表现出色。
仿真特性剖析
- 离网模式:离网时它支持非单位功率因数负载。这意味着在脱离大电网独立运行时,该系统能够适应不同性质的负载,为负载提供稳定的电能。比如一些感性或容性负载,普通的逆变器可能无法很好地适配,而 Heric 拓扑逆变器却能应对。
- 并网模式:并网时支持功率因数调节。在并入大电网的情况下,通过对功率因数的调节,可以优化电能质量,减少对电网的谐波污染,同时提高发电效率。简单来说,就是让逆变器输出的电能更“干净”地并入电网。
- 共模电流抑制:具备共模电流抑制能力,并且共模电压稳定在 Udc/2 。共模电流如果处理不好,会对系统造成干扰,甚至损坏设备。而 Heric 拓扑能将共模电压稳定在特定值,有效抑制共模电流,保障系统稳定运行。
控制与滤波策略
- PR 单环控制:采用 PR 单环控制策略。PR 控制器即比例谐振控制器,它对于特定频率的信号具有无穷大的增益,能实现对交流信号无静差跟踪。在代码实现上(以 Python 伪代码简单示意):
# 假设系统参数
omega = 2 * 3.14 * 50 # 50Hz 交流信号角频率
kp = 0.5 # 比例系数
kr = 10 # 谐振系数
def pr_control(error, omega):
integrator = 0
output = 0
for i in range(len(error)):
integrator += error[i]
output = kp * error[i] + kr / omega * integrator * np.cos(omega * i)
return output
这里 error 是系统反馈与给定值的误差,通过 PR 控制器不断调整输出,使得系统输出能更好地跟踪给定值。
- sogi - pll 锁相环:搭配 sogi - pll 锁相环。锁相环在并网系统中至关重要,它能够准确地锁定电网电压的相位和频率,使逆变器输出与电网同步。Sogi - pll 即二阶广义积分器锁相环,它具有较好的动态性能和抗干扰能力。在实际应用中,其代码实现较为复杂,大致思路是通过对电网电压信号的采集和处理,利用二阶广义积分器提取正序分量,进而实现锁相。
- LCL 滤波器:采用 LCL 滤波器。LCL 滤波器在逆变器输出侧,能有效滤除高频谐波,提高电能质量。其结构由三个电感和一个电容组成,相比于传统的 LC 滤波器,它对高频谐波的衰减能力更强。在电路模型搭建时,通过合理设置电感和电容的值(例如
L1 = 1e - 3,L2 = 5e - 4,C = 1e - 5等,具体值需根据实际系统参数调整),可以达到理想的滤波效果。
仿真版本要求
需要注意的是,此次仿真基于 Plecs 版本 4.7.3 及以上。更高版本的 Plecs 可能在模型库、算法优化等方面有更好的支持,能更准确高效地实现 Heric 拓扑并离网仿真模型。

#Heric拓扑并离网仿真模型(plecs) 逆变器拓扑为:heric拓扑。 仿真说明: 1.离网时支持非单位功率因数负载。 2.并网时支持功率因数调节。 3.具有共模电流抑制能力(共模电压稳定在Udc/2)。 此外,采用PR单环控制,具有sogipll锁相环,lcl滤波器。 注:(V0004) Plecs版本4.7.3及以上

希望通过以上分享,能让大家对 Heric 拓扑并离网仿真模型有更深入的了解,欢迎一起交流探讨。(V0004)
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