基于LCL滤波器的多逆变器并网控制研究

发布时间：2017-09-07 11:12

  本文关键词：基于LCL滤波器的多逆变器并网控制研究

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【摘要】：新能源电力系统的快速发展使得逆变器和LCL滤波器近年来获得广泛应用。同时为了可以灵活的扩大逆变电源系统的容量和提高系统的冗余度,常常采用多逆变器并联的运行方式。目前需要解决的问题是电压平衡条件下的逆变器并网系统的电能质量改善和电压不平衡条件下的并网控制,主要包括以下内容：1)LCL滤波器容易引起谐振,尤其在考虑电网等效电感影响时存在严重且复杂的谐振现象,进而影响逆变器并网的电能质量,必须采取措施抑制其谐振；2)逆变器的并联运行存在环流问题,影响逆变器并联运行的效率和可靠性,需要采取措施抑制其环流。3)不平衡电压条件下,并网逆变器的直流电压和并网功率二次纹波波动问题需要解决。为了解决以上三点内容,本文首先建立了L和LCL滤波器在不同坐标系下的数学模型,对比了两种滤波器应用的优缺点；然后对LCL滤波器并联的谐振机理及影响因素进行了分析,提出了一种考虑电网等效电感影响的有源阻尼抑制方法,有效地改善逆变器并网的电能质量并给出了逆变器电流控制器参数的设计方法。在此基础上,改进了现有的一种基于补偿电流的逆变器并联均流的方法,降低了并联逆变器之间的环流,提高了逆变器并联运行的效率和可靠性,同时分析了LCL滤波器在抑制高频谐波环流上的优势。最后针对电网电压不平衡会引起逆变器直流电压和并网功率中含有二次纹波的问题,给出了一种基于正负序叠加控制的方法,有效地解决了直流电压和并网功率的波动问题。在PSCAD/EMTDC平台下搭建了仿真模型,仿真结果证明了本文相关理论、策略和方法的可行性和有效性,为实际工程应用提供了可靠参考。
【关键词】：LCL滤波器 多逆变器 环流 电压不平衡 并网控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 基于LCL滤波器的并网逆变器研究现状10-15
• 1.2.1 LCL滤波器的谐振研究现状10-12
• 1.2.2 逆变器并联环流的研究现状12-14
• 1.2.3 不平衡电网电压下逆变器的研究现状14-15
• 1.3 论文的主要工作15-16
• 第2章 电压源型三相并网逆变器的数学模型16-25
• 2.1 带L滤波器的逆变器数学模型16-20
• 2.2 带LCL滤波器的逆变器数学模型20-23
• 2.3 L滤波器与LCL滤波器的对比23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 LCL滤波器的谐振分析与抑制策略25-41
• 3.1 LCL谐振分析25-29
• 3.1.1 单个LCL的谐振分析25-26
• 3.1.2 LCL并联系统的谐振分析26-29
• 3.2 考虑电网等效电感影响的LCL谐振抑制策略29-37
• 3.2.1 谐振抑制方法的提出29-30
• 3.2.2 谐振抑制策略的阻尼分析30-31
• 3.2.3 电流环PI控制器参数设计31-35
• 3.2.4 谐振抑制策略的机理分析35-36
• 3.2.5 抑制功率和直流电压波动的原因分析36-37
• 3.3 谐振抑制策略的仿真验证37-40
• 3.3.1 模型的搭建37-38
• 3.3.2 电感电压微分反馈控制与电容电流反馈控制的对比38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 并网模式下的多逆变器的环流抑制策略41-53
• 4.1 多逆变器系统的环流分析及物理含义41-44
• 4.1.1 环流产生的原因41-42
• 4.1.2 环流的物理含义42-44
• 4.2 环流抑制策略44-48
• 4.2.1 基波环流的抑制44-47
• 4.2.2 高频谐波环流的抑制47-48
• 4.3 环流抑制策略的仿真验证48-51
• 4.3.1 高频谐波环流抑制的验证49-50
• 4.3.2 基波环流抑制的验证50-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第5章 电压不平衡下并网功率分析及直流电压控制53-67
• 5.1 平衡的电网电压条件下的逆变器定功率控制模型53-55
• 5.2 定功率控制的逆变器并网功率分析55-60
• 5.2.1 电网电压不平衡条件下并网功率分析55-57
• 5.2.2 不平衡条件下逆变器直流电压波动及对输出性能的影响57-60
• 5.3 基波正负序电压叠加控制及直流电压二次分量的抑制60-63
• 5.3.1 基波正负序电压叠加控制60-61
• 5.3.2 直流电压二次分量的抑制61-63
• 5.4 控制策略的仿真验证63-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第6章 结论与展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研工作73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：809199