单相LLCL型并网逆变器的控制策略研究

发布时间：2018-07-18 12:37

【摘要】：随着世界经济的快速发展，对能源的需求量越来越大，传统的化石能源资源有限，对新能源尤其是风能和太阳能等可再生能源的研究和高效利用提出了更高的要求。分布式并网发电系统是新能源利用的有效方式，并网逆变器起到转化电能并向电网输送电能的重要作用。本文主要研究单相LLCL型逆变器的并网控制技术。 和LCL滤波器一样，四阶LLCL滤波器具有很好的高频谐波抑制能力，所需电感总量相对较小，降低了系统成本和电感体积。本文分析了逆变器输出电压的谐波组成，详细列举了四阶LLCL滤波器的参数设计过程。 LLCL滤波器同样存在谐振峰值问题，通过在滤波器件中串并联阻尼电阻的无源阻尼方法能削弱阻尼峰值，但会带来功率损耗。等效的基于电容电流反馈的有源阻尼方法，，得到了广泛的应用。一种新型的混合阻尼方法也得到了一定的使用。本文分析了无源阻尼和有源阻尼的机理，得出反馈系数和抑制效果的关系，并简单介绍了混合阻尼方法。 在分析系统低频特性时，谐振支路Lf Cf阻抗较大，近似为开路，所以LLCL滤波器的控制方法与LCL滤波器的并网系统的类似。本文主要分析带谐波补偿的准比例谐振控制，分析了控制参数对闭环系统的影响，以及参数的选取；另外，根据并网系统的稳定裕度设计基于PI控制器的参数。仿真验证了两种控制算法的有效性。最后简单分析了电网电压谐波对并网电流的影响，介绍了电网电压前馈策略的应用。
[Abstract]:With the rapid development of the world economy, the demand for energy is increasing, and the traditional fossil energy resources are limited. Therefore, new energy, especially the research and efficient utilization of renewable energy, such as wind energy and solar energy, have been put forward higher requirements. Distributed grid-connected generation system is an effective way to utilize new energy. Grid-connected inverter plays an important role in transforming electric energy and transmitting it to power grid. This paper mainly studies the grid-connected control technology of single phase LLCL inverter. Like the LCL filter, the fourth-order LLCL filter has a good high frequency harmonic suppression capability, and the total inductance required is relatively small, which reduces the system cost and inductance volume. In this paper, the harmonic components of the output voltage of the inverter are analyzed, and the parameter design process of the fourth-order LLCL filter is listed in detail. The LLCL filter also has the problem of the resonance peak value. The damping peak value can be weakened by the passive damping method of series-parallel damping resistors in filter parts, but it will bring about power loss. The equivalent active damping method based on capacitive current feedback has been widely used. A new hybrid damping method is also used. In this paper, the mechanism of passive damping and active damping is analyzed, the relationship between feedback coefficient and suppression effect is obtained, and the mixed damping method is introduced briefly. In the analysis of the low frequency characteristics of the system, the resonant branch LfCf has a large impedance, which is approximately open circuit, so the control method of the LLCL filter is similar to that of the grid-connected system of the LCL filter. In this paper, the quasi-proportional resonance control with harmonic compensation is analyzed, the influence of control parameters on the closed-loop system and the selection of parameters are analyzed. In addition, the parameters based on Pi controller are designed according to the stability margin of grid-connected system. Simulation results show the effectiveness of the two control algorithms. Finally, the influence of voltage harmonics on grid-connected current is analyzed, and the application of voltage feedforward strategy is introduced.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464

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本文编号：2131925