适用于弱电网下LCL型并网逆变器的电网电压前馈策略研究

发布时间：2020-04-17 10:53

【摘要】：基于可再生能源的分布式发电技术是解决能源危机和环境问题的重要途径。并网逆变器作为分布式发电单元与交流电网之间的接口,其作用是将直流电能转化为高品质的交流电能并馈入电网。当并网逆变器接入弱电网时,由于弱电网的电网阻抗不能忽略且在宽范围内变化,其与逆变器输出阻抗之间的耦合有可能会使并网系统发生谐振,严重时甚至不稳定。此外,电网电压中丰富的背景谐波还可能影响并网电流的波形质量。本文研究适用于弱电网下并网逆变器的控制策略,保证并网逆变器具有良好的稳定性,并能有效抵御电网电压背景谐波的影响。本文首先建立并网逆变器的数学模型,推导电网电压前馈策略,指出其本质上增大了逆变器输出阻抗的模值,可有效减小电网电压背景谐波对并网电流的影响。进一步分析数字控制延时对前馈效果的影响,指出控制延时的存在使得并网逆变器等效输出阻抗并不能在全频段都为无穷大。与此同时,它会使得逆变器输出阻抗与电网阻抗之间的耦合增强,导致并网系统很不容易稳定。借助基于阻抗的稳定性分析方法,本文分析弱电网下含电网电压前馈策略的LCL型并网逆变器的稳定性。指出并网系统稳定运行需满足两个基本条件:强电网下逆变器自身稳定,以及电网阻抗与逆变器输出阻抗之比满足Nyquist稳定判据。并指出解决稳定性问题的两条基本思路:调节公共耦合点处的电网阻抗或逆变器输出阻抗。针对弱电网下并网系统的稳定性问题,本文提出电网电压加权前馈策略,以调节逆变器输出阻抗的频率特性,使其与电网阻抗相匹配,从而保证并网系统满足稳定性要求。对所提出的电网电压加权前馈策略抑制电网电压背景谐波影响的能力进行评估,指出它对33次及以内的电网电压背景谐波具有良好的抑制能力。在一台6kW单相LCL型并网逆变器原理样机上进行实验验证,实验结果证明了本文理论分析和结论的正确性。本文所提出的控制策略同样适用于三相系统。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 滕宇;王学华;余辉;尹球洋;阮新波;;提高LCL型并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的阻抗调节方法[J];中国电机工程学报;2015年S1期

2 裴雪军,段善旭,康勇,陈坚;基于重复控制与瞬时值反馈控制的逆变电源研究[J];电力电子技术;2002年01期

相关博士学位论文 前3条

1 杨东升;弱电网下LCL型并网逆变器的电流和功率控制技术[D];南京航空航天大学;2016年

2 曹武;模块化多机并联型低压大电流有源滤波关键技术研究[D];东南大学;2016年

3 李巍巍;三相LCL型并网逆变器中电网电压引起的谐波和不平衡电流抑制研究[D];华中科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前2条

1 滕宇;提高并网逆变器对电网阻抗鲁棒性的阻抗调节方法[D];华中科技大学;2016年

2 尹球洋;多台LCL型逆变器并联并网控制策略研究[D];华中科技大学;2015年

，

本文编号：2630784