LCL型三相光伏并网逆变器控制策略研究

发布时间：2020-05-24 02:05

【摘要】：近年来,分布式发电因其发电方式灵活、能源利用率高等优点得到迅速发展。并网逆变器作为分布式发电与主电网的功率接口装置,其性能的好坏直接影响着分布式发电系统的可靠性和并网电流质量,LCL型并网逆变器由于其优越的高频谐波抑制能力成为目前的一个研究热点。考虑到处于偏远地区的分布式发电系统,较长的电能传输线路以及存在的大量变压环节给电网引入一个不可忽略的等效电网阻抗,致使电网具有弱电网特性。本文以基于LCL滤波的三相光伏并网逆变器作为研究对象,针对LCL滤波器的参数限制条件、LCL滤波器谐振尖峰的抑制方法、电网电压背景谐波对并网电流的影响、弱电网条件下并网逆变器稳定性分析等问题展开研究。首先,针对LCL型三相并网逆变器的拓扑结构,建立其在三相静止abc和两相静止αβ坐标系下的数学模型。依据LCL滤波器取值限制条件,设计LCL滤波器的参数并进行参数优化。其次,为解决LCL滤波器产生的谐振尖峰问题,采用电容电流反馈有源阻尼的方法,并给出电容电流反馈有源阻尼系数设计方法。引入了电容电流内环和并网电流外环的双环控制方法,利用准PR控制器作为外环控制器,跟踪参考电流,实现比PI控制更好的并网性能,设计准PR电流控制器参数,不需要反复试凑即可满足设计要求。为抑制电网电压背景谐波对并网电流的影响,推导出电网电压全前馈控制策略,并且分析电网电压全前馈各项函数对电网背景谐波的抑制作用。最后,对弱电网情况下的三相LCL型并网逆变器进行建模与分析。构建弱电网模型,分析电网阻抗对LCL型并网逆变器系统的具体影响,包括电网阻抗对LCL滤波器谐振特性和稳定性的影响。通过建立并网逆变器的小信号模型,介绍了一种阻抗分析方法的稳定性判据,可应用到考虑电网阻抗条件下判断并网系统的稳定性。为了提高并网电流波形质量和系统稳定性,本文提出了并联虚拟阻抗的方法。仿真结果表明本文提出的虚拟阻抗方法在电网阻抗宽范围变化时仍能保证并网逆变器稳定工作,并且可以保证并网电流满足谐波标准。
【图文】：

图 1.1 单电感 L 滤波器结构图，采用单电感滤波时，桥臂间输出电压 uinv至并网电流L1G ( s)Ls 式 1.1 传递函数的幅相特性曲线，可以看出，在对数频波特性是一条-20dB/dec 的斜线。为了输出电流满足相应大的滤波电感值，这无形中就会增大滤波器的体积，也的高电压也使系统的动态响应变差。

图 1.1 单电感 L 滤波器结构图，采用单电感滤波时，桥臂间输出电压 uinv至并网L1G ( s)Ls 式 1.1 传递函数的幅相特性曲线，可以看出，，在对特性是一条-20dB/dec 的斜线。为了输出电流满足大的滤波电感值，这无形中就会增大滤波器的体积的高电压也使系统的动态响应变差。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

【参考文献】

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本文编号：2678293