谐波畸变下单相并网逆变器的控制研究

发布时间：2023-06-23 20:15

　　为解决传统能源带来的环境问题和能源危机,新能源发电的探索步伐将越来越快,使得作为分布式发电与电网之间接口的并网逆变器起着越来越重要的作用。为了确保并网逆变器在非理想电网条件下能同步运行并满足并网指标要求,就需要一个锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)能够快速、精准地锁定并获取电网基波电压的频率和相位信息。本文以单相LCL型并网逆变器的锁相环为研究对象,分析讨论在谐波畸变造成的非理想电网下,逆变器的锁相环仍能快速准确地获取电网基波电信息,从而保证其他控制环节的正常进行,实现整个系统的稳定。本文提出一种基于前置平均滑动滤波器的锁相环结构,来实现谐波畸变电网下电压基波信息的获取,以确保单相逆变器的并网运行。本文主要工作如下:首先简单介绍单相LCL型并网逆变器系统,接着详细介绍并网逆变器的SPWM调制策略以及输出回路滤波器类型。通过对单相LCL型并网逆变器进行数学建模,并以其数学模型对基于PI控制和PR控制的并网控制策略进行介绍分析。对PLIL进行详细介绍,并通过Simulink仿真验证在谐波畸变的电网下,所提出的PLL结构的锁相性能。最后设计并搭建单相LCL并网逆变器实验样机...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 锁相环的基本结构
        1.2.2 锁相环国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
第二章 单相LCL型并网逆变器系统概述
    2.1 全桥逆变拓扑工作模态分析
    2.2 正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术
        2.2.1 单极性正弦脉冲宽度调制
        2.2.2 单极性倍频正弦脉冲宽度调制
        2.2.3 双极性正弦脉冲宽度调制
    2.3 并网逆变器输出回路滤波器
        2.3.1 L型滤波器
        2.3.2 LC型滤波器
        2.3.3 LCL型滤波器
    2.4 并网控制策略
        2.4.1 单相并网逆变器系统建模
        2.4.2 PI控制下的并网逆变器分析
        2.4.3 PR控制下的并网逆变器分析
    2.5 本章小结
第三章 谐波畸变下的锁相环设计
    3.1 SRF-PLL工作原理
        3.1.1 传统SRF-PLL工作原理
        3.1.2 单相SRF-PLL工作原理
    3.2 谐波畸变下具有快速响应的频率自适应的锁相环结构
        3.2.1 具有自适应电网频率的SOGI-OSG
        3.2.2 谐波畸变下滤除高次谐波的频率自适应型前置滑动平均滤波器
        3.2.3 基波分量的SRF-PLL
    3.3 本章小结
第四章 单相LCL并网逆变器系统的设计
    4.1 系统主要设计性能指标
    4.2 硬件部分设计
        4.2.1 直流侧电源输入滤波电容选取
        4.2.2 逆变全桥拓扑中功率开关管的选取
        4.2.3 吸收电路的设计
        4.2.4 LCL型滤波器的设计
        4.2.5 驱动电路设计
        4.2.6 控制电路设计
        4.2.7 保护电路设计
    4.3 软件部分设计
        4.3.1 并网电流闭环控制离散化
        4.3.2 SPWM的数字实现
        4.3.3 PLL的数字实现
    4.4 本章小结
第五章 仿真与实验结果
    5.1 谐波畸变下改进型单相PMAF-PLL系统仿真分析
    5.2 实验结果
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况



本文编号：3835244