弱电网下单相LCL型逆变器控制方法研究

发布时间：2020-10-10 02:16

　　 随着能源危机和环境问题越来越严重,风能和太阳能发电等分布式能源正在稳步增长。作为连接分布式发电系统和公用电网的关键设备,并网逆变器在分布式发电系统中发挥着重要作用。在并网逆变器中,需要一个滤波器来衰减开关谐波。而LCL型输出滤波器由于其在高频谐波下具有比L型滤波器和LC型滤波器更好的衰减能力而被广泛采用。由于逆变器接入电网的位置往往存在低频谐波成分,并且长距离传输线路和变压器等设备因素使得实际电网存在不可忽略的阻抗,导致电网呈现弱电网特性,本文对弱电网下单相LCL型逆变器控制方法进行研究。建立LCL型滤波器数学模型,并分析了寄生参数对其稳定性的影响,分析了LCL取值的限制条件,并给出参数设计过程,理论分析了电容电流和电容电压有源阻尼反馈机理,同时为保证并网电流准确跟踪电网电压,利用二阶广义积分算法生成虚拟正交信号构造锁相环。理论推导了基于电容电流反馈有源阻尼PR控制下逆变器输出阻抗,分析了系统中各相关部分变化时其频率特性的改变情况,通过合理设置滤波参数及控制参数使逆变器输出阻抗符合需求特性,综合考虑确定PR参数并对其进行离散化处理。采用阻抗分析法对弱电网下逆变器的稳定性进行分析,得出逆变器输出阻抗与电网阻抗在交截频率处具有一定相角裕度才能使系统稳定运行的结论,采用电网电压前馈附加超前补偿控制策略,提高逆变器输出阻抗的相角裕度,避免谐振的发生,使系统稳定,并通过仿真加以验证。最后,设计了单相逆变器实验平台,以TMS320F28335为控制核心,通过硬件电路和软件算法的设计,对不同条件下的实验情况进行对比,并对本文采用的弱电网下电压前馈附加超前补偿控制方法进行验证,实验结果证明了控制方法的有效性。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM464
【部分图文】：

a) 正面图 b) 反面图图 5-8 实验样机5.3 系统软件设计DSP 广泛应用于控制系统，采用 TMS320F28335 控制器对并网逆变器进行控制，数字控制下系统软件部分包含以下相关功能：对采样信号进行处理，生成开关管驱动信号，执行控制算法，监测系统状态，保证电路安全运行，提高并网效率等。软件部分采用在循环结构中加入中断程序的设计结构，包含主程序和子程序。主程序初始化后，执行各中断子程序，主要有定时器中的子程序、锁相环程序、SPWM 发出程序、保护程序等。5.3.1 主程序设计图 5-8 给出系统主程序的流程图，从图中可以看出，主程序的目的主要是对系统程序进行初始化操作。开始

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本文编号：2834570