无源控制理论在LCL型并网逆变器中的应用

发布时间：2020-03-28 17:19

【摘要】：社会和科学技术的快速发展导致能源需求的显著增加。化石燃料耗及其造成的环境问题正迫使整个社会将注意力放在使用风能和太阳能等可再生能源上。太阳能和风能等分布式发电系统(DPGS)在全球范围内稳步增长。在DPGS中,基于LCL型滤波器的并网逆变器正在被广泛使用,其控制性能的优劣直接关系到入网的电能质量。无源控制理论作为一种基于全局稳定性控制策略,以其推导方法简单易于实现且具有较强的鲁棒性受到广泛关注。本文就无源控制在LCL型并网逆变器中的应用展开研究。首先,针对弱电网下的LCL型并网逆变器建立了其数学模型,在研究分析了电感电容的内阻和入网侧阻抗对滤波器固有特性的影响的基础上对并网逆变器进行了模型简化。在简化模型的基础上,进行了无源控制算法理论推导,得出了基于无源理论的传统控制策略,该控制策略能够实现控制系统的全局稳定性。针对传统无源控制策在LCL滤波器情况下无法提供足够的阻尼问题提出了基于电容电压误差反馈的有源阻尼策略并且引入PR控制器。经过比较和性能分析,所提出的改进无源控制策略不仅实现来控制系统的全局稳定性,为控制系统提供足够的阻尼还可实现入网电流零误差跟踪其给定。最后,通过搭建的Matlab/Simulink仿真模型和硬件实验平台对所提出的无源控制算法进行模拟仿真和实验验证。仿真和实验都验证了所提出的改进无源控制策略良好的控制效果。
【图文】：

可再生能源发电,装机容量,全球

将注意力放在使社会可持续发展上。因此，全球关注的目标直接指向开发更多的逡逑可再生能源，如风能和太阳能光伏（ＰＶ），太阳能热电，水力发电，生物能源和逡逑海洋能源等。图１描述了邋２０００年至２０１５年间全球可再生能源发展情况，其中水逡逑电总装机容量排名第一，，其次是风能和太阳能光伏发电。然而，最有利的来源还逡逑是风能和太阳能光伏发电，在各类新型能源的开发利用中，最受关注也是目前来逡逑看最为可行的方案便是风能与太阳能的开发［＇］。逡逑亿干瓦逡逑２0邋１逦１８．３４１＾５逡逑１６．９８邋＾逡逑１５．７１邋＿■■■海洋能逡逑＇逦１２．５２＾｜７｜邋ｉｌｌ逡逑煖逡逑ｃｐｒ＾－ａ0Ｑ＞ｃｚ＞＇？—邋ｃｖｊｃｏ－ｎｒＬＯ逡逑Ｃ＞逦＜３逦＾＇ｆ－逦＾—逦＊？—邋１逡逑ｃ５0ｏｃ５ｃｄｃ５0ｏｏｏ逡逑ＣＶＩＣＮＩＣ＾ｒｖＪＣＮＪＣＶＩＣＮｉＣＮＪＣＭＣＭ逡逑图１－１全球可再生能源发电装机容量逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｇｌｏｂａｌ邋ｒｅｎｅｗａｂｌｅ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ邋ｃａｐａｃｉｔｙ逡逑作为为可再生能源应用设计的电力转换器成为一个重要的研宄课题，吸引着逡逑许多研宄者的目光［２］。通常，可再生能源以分布式发电系统（ＤＰＧＳ）的形式被逡逑整合。通过光伏板、风机等发电装置将太阳能和风能转变为可利用的电能，该电逡逑能再经过电力变换器将其转变为可使用的交流电直接供给本地用户使用，或者转逡逑变成与电网同步的交流电馈入电网；在这一变换过程中，最为重要的设备的便是逡逑逆变器ｗ。逆变器起着将光伏、风电、潮汐、地热等能源产生的直流电变换成为逡逑可以使用为交流电并馈送至电网的作用

伯德图,伯德图,滤波器,传递函数

逦ｉｏ５逡逑Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋（Ｈｚ）逡逑图２－４随着￣增加时滤波器传递函数伯德图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－４邋Ｂｏｄｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＬＣＬ邋Ｆｉｌｔｅ
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM464

【参考文献】