单相并网逆变器LLCL型输出滤波器的研究

发布时间：2017-08-18 09:09

  本文关键词：单相并网逆变器LLCL型输出滤波器的研究

  更多相关文章： 并网逆变器 LLCL型滤波器 谐振尖峰 无源阻尼 有源阻尼

【摘要】：并网逆变器作为分布式发电系统与公共电网的接口装置,其设计性能直接决定着并网输出电流质量。而随着并网逆变器在公共电网中的不断渗透,网侧电流谐波有加剧的潜在风险,严重时会引起谐波振荡,导致电网系统崩溃。为改善此类现象,可以考虑从逆变器的并网控制方法与输出滤波器拓扑两个方向进行优化。目前,较多的研究主要集中在前者,即从控制优化角度进行逆变器并网性能的改善,而基于输出滤波器拓扑结构的优化研究则相对较少。然而,滤波器的拓扑结构在很大程度上直接影响到控制器的设计,因此本论文以单相并网逆变器输出滤波器为研究对象,从传统的LCL型输出滤波器出发,围绕近年提出的LLCL型滤波器开展进一步的分析与研究,主要工作如下:1、分析现有LCL型滤波器的结构和基本工作原理,通过频域响应分析滤波器主要参数对滤波效果的影响,介绍了滤波电容串、并联电阻的两种不同无源阻尼方法,并基于电容并联电阻型无源阻尼法阐述了等效有源阻尼方法。2、对LLCL型滤波器进行结构研究和滤波性能分析,包括其基本工作原理,参数对滤波效果的影响,以及各参数设计时的限制条件,并详细给出了一种参数设计方法。3、针对LLCL型滤波器的系统谐振问题分析和研究了其无源阻尼和有源阻尼的两类方法。其中包括八种无源阻尼方法的滤波性能对比情况和基于电容电流反馈的有源阻尼方法。以电容电流和网侧电流双闭环控制为例,对有源和无源阻尼方法在滤波效果上的等效性进行分析和仿真验证。4、基于LCL和LLCL型滤波器的性能特点,进行二者复合得到一种改进型LLCL滤波器,并从理论方面分析了该复合型LLCL滤波器的滤波效果,从应用角度给出了针对该复合型LLCL滤波器的参数设计方法。5、建立了样机实验平台,进行LLCL型滤波器和复合型LLCL滤波器性能对比研究,揭示了复合型LLCL滤波器的改进特点。
【关键词】：并网逆变器 LLCL型滤波器 谐振尖峰 无源阻尼 有源阻尼
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 新能源发电与并网技术11-12
• 1.2 并网逆变器的关键技术12-17
• 1.2.1 逆变桥拓扑结构12-13
• 1.2.2 并网电流控制策略13-15
• 1.2.3 滤波器拓扑结构15-17
• 1.3 并网接.滤波器的研究现状17-19
• 1.3.1 滤波器参数设计的研究现状17-18
• 1.3.2 滤波器谐振阻尼的研究现状18-19
• 1.4 本文的主要研究内容19-21
• 第二章 LCL型并网滤波器的性能分析与谐振阻尼21-32
• 2.1 LCL型滤波器的工作原理21-24
• 2.2 LCL型滤波器的性能分析24-27
• 2.2.1 逆变器侧电感对滤波效果的影响24-25
• 2.2.2 滤波电容Cf对滤波效果的影响25-26
• 2.2.3 网侧电感L2对滤波效果的影响26-27
• 2.3 LCL型滤波器的阻尼方法27-31
• 2.3.1 LCL型滤波器的无源阻尼方法27-29
• 2.3.2 LCL型滤波器的有源阻尼方法29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 LLCL型并网滤波器的性能分析与参数设计32-45
• 3.1 LLCL型滤波器的工作原理32-33
• 3.2 LLCL型滤波器的性能分析33-38
• 3.2.1 逆变器侧电感对纹波电流的抑制效果33-34
• 3.2.2 电网侧电感和LC串联支路的高频抑制效果34-36
• 3.2.3 电网侧等效电感对滤波效果的影响36-37
• 3.2.4 逆变器侧电感和网侧电感的比例对滤波效果的影响37-38
• 3.3 LLCL型滤波器的参数设计38-44
• 3.3.1 谐振频率的限制条件38-40
• 3.3.2 电感的限制条件40-41
• 3.3.3 滤波电容的限制条件41
• 3.3.4 谐波衰减的限制条件41-42
• 3.3.5 具体参数设计步骤42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 一种复合型LLCL并网滤波器的研究45-65
• 4.1 LLCL型滤波器的阻尼方法45-58
• 4.1.1 LLCL型滤波器的无源阻尼方法45-54
• 4.1.2 LLCL型滤波器的有源阻尼方法54-58
• 4.2 一种复合型LLCL滤波器无源阻尼方法原理58-61
• 4.3 复合型LLCL滤波器的参数设计61-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 并网逆变器样机设计和实验结果65-81
• 5.1 并网逆变器硬件系统设计65-72
• 5.1.1 并网逆变器系统总体结构65-66
• 5.1.2 辅助开关电源电路66-68
• 5.1.3 电压电流采样与调理电路68-69
• 5.1.4 IGBT驱动与保护电路69-71
• 5.1.5 样机实物图71-72
• 5.2 并网逆变器软件系统设计72-74
• 5.2.1 主程序的设计72-73
• 5.2.2 PWM中断子程序的设计73
• 5.2.3 锁相环PLL子程序的设计73-74
• 5.2.4 PI控制器子程序的设计74
• 5.3 仿真和实验结果分析74-80
• 5.3.1 单相并网逆变器的仿真分析75-77
• 5.3.2 单相并网逆变器的实验结果分析77-80
• 5.4 本章小结80-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 6.1 全文工作总结81-82
• 6.2 工作展望82-83
• 参考文献83-88
• 附图88-89
• 攻读硕士学位期间发表的论文89-90
• 攻读硕士学位期间所参与的项目90-91
• 致谢91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘飞;查晓明;段善旭;;三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究[J];电工技术学报;2010年03期

2 杨金辉;戴瑜兴;易龙强;全惠敏;;基于重复控制原理的正弦逆变控制[J];电力电子技术;2010年05期

3 吴慧韫;吴卫民;黄敏;Frede Blaabjerg;;LLCL型单相并网逆变器在不同滤波电感组合情况下的损耗计算[J];电工电能新技术;2013年03期

4 刘胜荣;杨苹;肖莹;刘栋;;两级式光伏并网逆变器的无差拍控制算法研究[J];电力系统保护与控制;2010年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘文苑;基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器的研究[D];华中科技大学;2008年

，

本文编号：693738