Implementierung einer Oberschwingungskompensation für einen dreiphasigen, netzgekoppelten Spannungsquellenumrichter bei Netzspannungsverzerrungen

In diesem Beitrag wird eine Implementierungsmethodik für ein Verfahren zur Kompensation von Stromoberwellen bei einem dreiphasigen, netzgekoppelten Spannungsquellenumrichter (VSC) vorgestellt, das unter den Bedingungen von Netzspannungsverzerrungen und Frequenzschwankungen angewendet wurde. Zur Unterdrückung der Oberschwingungsströme höherer Ordnung wurden Proportional-Integral-Plus-Multi-Resonanz-Regler (PIMR) eingesetzt. Der PIMR-Regler wurde in den diskreten Zeitbereich transformiert und auf einem digitalen Signalprozessor vom Typ TMS320F28379D implementiert. Das vorgeschlagene Regelkonzept wurde mit einem „ hardware -in-the-Loop“-System (HiL) sowie mit einem 5-kW-Dreiphasen-VSC mit LCL-Filter im Netzbetrieb validiert. Die Oberschwingungskompensatoren wurden im dq-Koordinatensystem bei den Oberschwingungsordnungen 6 und 12 eingesetzt, um die Oberschwingungsordnungen 5, 7, 11 und 13 der Netzspannung zu unterdrücken. Die Ergebnisse der MATLAB/Simulink-Simulation und der Experimente mit HiL- und „ hardware “-Implementierungen stimmten weitgehend überein. Der experimentell gemessene Netzstrom wies eine hervorragende Oberwellenunterdrückung mit einer Gesamtklirrzahl von knapp 1 % auf und entsprach der Norm IEEE 1547. Der Netzstrom folgte dem Referenzbefehl mit einem schnellen dynamischen Ansprechverhalten.