LCL型并网逆变器的主动阻尼控制研究

发布时间：2022-02-19 10:21

　　LCL型并网逆变器作为分布式电源与电网的重要接口在新能源发电系统中具有重要地位。然而,LCL型滤波器的谐振特征对并网逆变系统的稳定性带来不利影响。本文针对LCL型并网逆变器系统中的稳定性问题,研究了改善系统稳定裕度的主动阻尼方法,并提出了一种虚拟电容电流反馈控制方法。首先,本文在考虑控制延时的基础上,建立了系统的频域数学模型,分析了网侧电流反馈（Grid-side Current Feedback,GCF）控制下系统频域特征,获得了控制器增益取值范围与谐振参数之间的关系,研究了通过施加主动阻尼增加系统稳定裕度的可行性。在此基础上,揭示了公共耦合点电压vpcc前馈的主动阻尼特性,讨论了系统允许控制器增益范围与系统谐振参数之间的关系。其次,针对GCF控制下系统的稳定性问题以及vpcc前馈不能独立有效地扩大系统允许控制器增益范围问题,研究了电容电流反馈控制,分析了其等效阻尼特征,并建立了主动阻尼作用效果的统一评价体系。在该控制方法下,系统增益范围得到扩展,并增强了系统阻尼特性。另外,分析并研究了反馈通道中的低通滤波器对系统低频段特征的影响。最后,针对电容电流采样易受频率混叠影响以及系统低频谐... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 并网逆变器的关键技术及研究现状
        1.2.1 并网逆变器主要拓扑类型
        1.2.2 滤波器研究现状
        1.2.3 LCL型并网逆变器系统的控制方法
    1.3 本文主要研究内容
2 LCL型并网逆变器系统的频域模型与分析
    2.1 LCL型并网逆变器主电路拓扑及特征
    2.2 LCL型并网逆变器数的数学模型分析
        2.2.1 未考虑v_(pcc)前馈环路的数学模型与分析
        2.2.2 考虑v_(pcc)前馈环路的数学模型分析
    2.3 仿真分析
    2.4 本章小结
3 基于电容电流反馈的主动阻尼特征分析与优化
    3.1 直接电容电流反馈控制
        3.1.1 直接电容电流反馈控制数学模型建立
        3.1.2 直接电容电流反馈控制频域特征
    3.2 改进型电容电流控制
        3.2.1 高通滤波器作用效果分析
        3.2.2 低通滤波器对系统低频谐波的作用效果分析
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
4 虚拟电容电流反馈控制方法及其阻尼特征分析
    4.1 并网电流的估计算法
    4.2 并网电流预测环节带来的高频稳定性问题及其解决方法
    4.3 虚拟电容电流反馈控制效果整体评估
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
5 LCL型并网逆变器系统的实验结果与分析
    5.1 实验平台概述
    5.2 实验结果与分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]电容电流反馈的LCL滤波器网压前馈控制研究[J]. 李圣清,张威威.  电力电子技术. 2019(02)
[2]LCL、LLCL和LLCCL滤波器无源阻尼分析[J]. 许德志,汪飞,阮毅.  中国电机工程学报. 2015(18)
[3]基于分裂电容法的LCL并网逆变器控制策略分析与改进[J]. 庄超,叶永强,赵强松,王建宏,张浩.  电工技术学报. 2015(16)
[4]三相LCL型并网逆变器的模型分析及解耦控制[J]. 包献文,卓放,谭佩喧.  西安交通大学学报. 2014(02)
[5]可再生能源分散接入用先进并网逆变器研究综述[J]. 曾正,赵荣祥,汤胜清,杨欢,吕志鹏.  中国电机工程学报. 2013(24)

博士论文
[1]LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究[D]. 张宁云.上海交通大学 2015
[2]LCL型并网逆变器的解耦控制与优化设计[D]. 薛明雨.华中科技大学 2012
[3]基于LCL滤波器的三相三线并网变流器若干关键技术研究[D]. 仇志凌.浙江大学 2009

硕士论文
[1]单相非隔离光伏并网逆变器拓扑研究[D]. 胡建雨.华南理工大学 2019
[2]LCL型并网逆变器基于高通滤波器的有源阻尼方法的研究[D]. 余庆.华中科技大学 2017
[3]有源电力滤波系统的LCL滤波器研究[D]. 甄远伟.中国矿业大学 2016
[4]基于LCL滤波的光伏并网逆变器控制策略研究[D]. 李飞胤.安徽理工大学 2013
[5]LCL型并网逆变器的并网电流调节器和电容电流反馈有源阻尼设计[D]. 鲍陈磊.华中科技大学 2013
[6]基于状态反馈的LCL型并网逆变器的控制策略研究[D]. 尚晓.华中科技大学 2013
[7]基于LCL滤波器的大功率三相并网逆变器的研究[D]. 田超.华中科技大学 2012



本文编号：3632723