单相并网逆变器的控制技术研究

发布时间：2017-10-03 09:13

  本文关键词：单相并网逆变器的控制技术研究

  更多相关文章： 并网逆变器 LCL滤波器 电容电流反馈 比例谐振控制 谐波补偿

【摘要】：随着全球经济的发展,石油、煤炭和天然气等传统能源的消耗量逐渐增大,给世界带来了严峻的环境问题,风电、光伏等清洁可再生能源渐渐得到广泛的关注。分布式能源并网发电是可再生能源的利用方式之一,并网逆变器作为开展电网与可再生能源进行能量交换的重要环节,对并网逆变器进行研究具有重大意义。针对并网逆变器的控制技术,本文将各章节展开以下研究工作。第二章介绍了本文研究单相并网逆变器的结构,通过对单相并网逆变器特性的分析,建立系统的在连续域和离散域的数学模型为后续的工作做准备。第三章根据二阶广义积分器(SOGI)的锁相环(PLL)特性建立SOGI-PLL的模型,通过对SOGI-PLL的性能分析,给出SOGI-PLL参数设计的方法,并用仿真证明SOGI-PLL中的参数设计方法是合理的。第四章针对单相逆变器特性,分析逆变器输出电压的谐波分布、滤波性能和系统控制算法对LCL滤波器设计的影响,对LCL滤波器的参数设计给出约束,利用图解法设计出LCL滤波器的参数,仿真证明LCL滤波器的设计方法是合理的。第五章利用离散根轨迹对系统的稳定性作的分析,可知单环控制策略无法有效抑制LCL滤波器的阻尼；给出双环控制系统中的根轨迹存在两个单位圆外极点的条件,利用Nyquist稳定判据得出系统稳定的条件。第六章根据比例谐振(PR)控制器和谐波补偿器(HC)的频率特性,对电流环控制器进行简化；根据并网电流稳态误差和系统稳定性要求得出各个控制器参数的选择范围,以及控制参数的选择方法,仿真证明采用的控制策略使系统受到电网电压干扰的情况下仍能稳定运行,谐波得到有效抑制,具备良好动态性能。
【关键词】：并网逆变器 LCL滤波器 电容电流反馈 比例谐振控制 谐波补偿
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Absract5-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题研究背景及意义13-15
• 1.2 国内外逆变并网控制技术的发展15-19
• 1.2.1 锁相环技术15-16
• 1.2.2 输出滤波器16-17
• 1.2.3 LCL滤波器的谐振阻尼17
• 1.2.4 并网电流控制技术17-19
• 1.3 本论文的主要内容19-21
• 第二章 系统的数学模型21-26
• 2.1 系统建模21-22
• 2.2 系统的连续域模型22-23
• 2.3 系统的离散域模型23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 基于二阶广义积分器的锁相环研究26-41
• 3.1 SOGI-PLL的模型26-31
• 3.1.1 SOGI的传递函数与特性26-28
• 3.1.2 SOGI-PLL模型的线性化28-31
• 3.2 SOGI-PLL的性能分析31-38
• 3.2.1 相位裕度的分析31-33
• 3.2.2 瞬态响应的分析33-35
• 3.2.3 抗干扰能力的分析35-38
• 3.3 仿真分析38-40
• 3.3.1 相位跳跃下的动态性分析38-39
• 3.3.2 电网背景谐波干扰下的稳定性分析39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 LCL滤波器的设计41-54
• 4.1 逆变桥输出电压的谐波分析41-42
• 4.2 LCL滤波器的性能分析42-46
• 4.2.1 L和LCL滤波器的谐波抑制能力分析42-43
• 4.2.2 LCL滤波器的性能指标43-46
• 4.3 LCL滤波器设计的限制条件46
• 4.3.1 滤波电容的限制条件46
• 4.3.2 谐振频率的限制条件46
• 4.3.3 总电感的限制条件46
• 4.4 LCL滤波器参数的选择范围46-50
• 4.4.1 性能指标的估算46-47
• 4.4.2 谐振频率的取值范围47-48
• 4.4.3 总电感的上限48
• 4.4.4 滤波电容的上限48-49
• 4.4.5 滤波器参数的最优取值49-50
• 4.5 实例50-52
• 4.6 仿真分析52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 第五章 系统的稳定性分析54-64
• 5.1 单环系统的稳定性分析54-55
• 5.2 双环系统的稳定性分析55-59
• 5.2.1 比例系数对系统稳定性的影响55-57
• 5.2.2 电容电流反馈系数对系统稳定性的影响57-59
• 5.3 双环系统稳定的条件59-63
• 5.3.1 劳斯稳定性判据59-60
• 5.3.2 Nyquist稳定性判据60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 系统控制参数的设计64-78
• 6.1 谐振项参数的选择范围64-67
• 6.1.1 积分系数的约束66-67
• 6.1.2 积分系数的选择范围67
• 6.2 电容电流反馈系数的选择范围67-68
• 6.2.1 幅值裕度对电容电流反馈系数的约束67-68
• 6.2.2 相位裕度对电容电流反馈系数的约束68
• 6.3 实例68-71
• 6.3.1 电容电流反馈系数的选择69-70
• 6.3.2 谐振项参数的选择70-71
• 6.4 仿真分析71-77
• 6.4.1 谐波抑制能力的分析71-75
• 6.4.2 稳定性的分析75-76
• 6.4.3 动态性能的分析76-77
• 6.5 本章小结77-78
• 结论及未来展望78-80
• 参考文献80-85
• 攻读学位期间的科研成果85-87
• 致谢87

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