【摘要】：作為新能源發(fā)電裝置到電網(wǎng)的能量轉(zhuǎn)換單元,LCL型并網(wǎng)逆變器運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性對(duì)于分布式發(fā)電系統(tǒng)具有重要意義。由于我國(guó)的光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電設(shè)備一般安裝在偏遠(yuǎn)地區(qū),相應(yīng)的并網(wǎng)逆變系統(tǒng)會(huì)遠(yuǎn)離主干電網(wǎng),導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)接口處的電網(wǎng)較為脆弱。電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變及不平衡等非理想工況時(shí),并網(wǎng)逆變器輸出電流會(huì)出現(xiàn)不平衡,并包含大量諧波,難以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外,用于并網(wǎng)逆變器交流側(cè)濾波的LCL濾波器,雖然能夠在實(shí)現(xiàn)與L濾波器相同濾波效果的同時(shí),降低電感體積,并減小成本,然而其自身會(huì)存在諧振問(wèn)題,也會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性�；诖�,本文對(duì)電網(wǎng)電壓畸變及不平衡時(shí)三相LCL型并網(wǎng)逆變器的控制策略以及LCL濾波器的阻尼方法進(jìn)行了研究。首先,在三相abc靜止坐標(biāo)系、兩相αβ靜止坐標(biāo)系和兩相dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上建立了LCL型并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型,并基于瞬時(shí)功率理論,分別考慮電網(wǎng)電壓不平衡以及電網(wǎng)電壓畸變及不平衡兩種情況,在兩相αβ靜止坐標(biāo)系和兩相dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上建立了相應(yīng)的瞬時(shí)功率模型。接著,為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓畸變及不平衡工況下并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定運(yùn)行,本文對(duì)相應(yīng)的控制策略展開(kāi)研究。首先對(duì)傳統(tǒng)的二階廣義積分器、具有前置濾波器的二階廣義積分器和多重二階廣義積分器三種正負(fù)序及諧波電壓分量提取方法進(jìn)行了對(duì)比分析。其中多重二階廣義積分器能夠顯著提高所提取電壓分量的增益,而對(duì)其他的電壓分量具有陷波效果,正負(fù)序及諧波分量的提取效果最好。以此為基礎(chǔ),本文在實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流正弦化的前提下,分別設(shè)定了抑制負(fù)序電流、抑制有功波動(dòng)和抑制無(wú)功波動(dòng)三種控制目標(biāo),推導(dǎo)了電網(wǎng)電壓畸變及不平衡條件下相應(yīng)的電流指令,并利用準(zhǔn)比例多諧振控制器實(shí)現(xiàn)電流內(nèi)環(huán)的控制。然后,針對(duì)LCL濾波器所存在的諧振對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,本文在離散域中分析了數(shù)字控制的LCL型并網(wǎng)逆變器分別在不加任何阻尼以及采用電容電流比例反饋有源阻尼兩種情況時(shí)的穩(wěn)定性,并提出了一種虛擬RLC有源阻尼方法,該有源阻尼方法能夠?qū)⑾到y(tǒng)的有效阻尼區(qū)域從(0,fs/6)擴(kuò)展至(0,fs/3)∪(fs/3,fs/2),提高了控制系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)阻抗變化的魯棒性,并利用奈奎斯特定理對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,得到最佳的阻尼參數(shù)。最后,分別在MATLAB/Simulink和10kW的三相并網(wǎng)逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文理論分析的正確性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM464

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2545847