【摘要】：在復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境下,電力系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)存在各種問題,其中非線性負(fù)載的存在及短路故障會(huì)使電網(wǎng)電壓含有背景諧波及出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象,且電網(wǎng)阻抗中感性成分的存在會(huì)使電網(wǎng)電壓存在大量低次諧波,嚴(yán)重影響逆變器輸出電流質(zhì)量。本文旨在針對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境下的LCL型逆變器并網(wǎng)電流控制方法進(jìn)行研究,以消除網(wǎng)側(cè)電壓擾動(dòng)及電網(wǎng)阻抗中的感性成分對(duì)并網(wǎng)電流的影響,從而提高逆變器電流輸出質(zhì)量。首先,分別在abc三相坐標(biāo)系、αβ兩相靜止坐標(biāo)系、dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立了LCL型逆變器的數(shù)學(xué)模型。通過分析其優(yōu)缺點(diǎn)后,選擇在dq坐標(biāo)系下建模,并對(duì)其進(jìn)行了解耦,使逆變器在dq軸上可以獨(dú)立控制,為后文奠定了理論基礎(chǔ)。然后,針對(duì)強(qiáng)電網(wǎng)環(huán)境下,電網(wǎng)中一些非線性負(fù)載及短路故障造成并網(wǎng)電流產(chǎn)生諧波以及出現(xiàn)不平衡問題,提出了一種基于電網(wǎng)電壓前饋的雙閉環(huán)電流方法。在并網(wǎng)電流閉環(huán)的基礎(chǔ)上加入電容電流反饋,增加系統(tǒng)阻尼以抑制LCL濾波器諧振尖峰,電容電流則可以通過估算過程獲得,避免增加不必要的傳感器,同時(shí)引入電網(wǎng)電壓前饋控制消除電網(wǎng)電壓擾動(dòng)產(chǎn)生的影響。仿真結(jié)果表明能夠獲得較好的逆變器輸出電流質(zhì)量。最后,針對(duì)弱電網(wǎng)環(huán)境下,電網(wǎng)阻抗中的感性成分會(huì)降低逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題,提出了一種弱電網(wǎng)下改進(jìn)型加權(quán)平均電流控制策略。在基于電網(wǎng)電壓前饋的雙閉環(huán)電流控制基礎(chǔ)上加入電網(wǎng)阻抗進(jìn)行分析,通過零極點(diǎn)對(duì)消的方法,設(shè)計(jì)新的加權(quán)系數(shù),得到的加權(quán)系數(shù)僅與濾波器參數(shù)有關(guān),消除了電網(wǎng)感抗對(duì)并網(wǎng)電流的影響,降低了系統(tǒng)階數(shù)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了弱電網(wǎng)環(huán)境下并網(wǎng)電流仍有良好的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM464
【圖文】：

環(huán)需要具有快速跟蹤能力，因此可按典型的 I 型結(jié)可使用 PI 的零點(diǎn)抵消掉控制對(duì)象的極點(diǎn)，即 kp/ki=LPWM(1 1.5 )ioisk KGRs T s 關(guān)頻率為 20kHz，設(shè)計(jì)補(bǔ)償后的電流截止頻率為 1.5( 2 1500) 1oiG j 入式（3-7）中，結(jié)合式（3-8）可得電流環(huán)參數(shù)為：1154.7ik 12.7pk 數(shù)后，需對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度進(jìn)行檢驗(yàn)，由式（3-7） 3-4 可以看出系統(tǒng)相位裕度為 54.7 度，截止頻率大運(yùn)行條件。

復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境下 LCL 型逆變器并網(wǎng)電流控制策略研究的固有諧振沒有被抑制，將使并網(wǎng)電流內(nèi)含有諧波，影圖 3-5 為僅并網(wǎng)電流單閉環(huán)時(shí)的控制框圖。Gi(s) G1(s) G2(s) G3(s)i2i2i1-+ +- VgvC-+圖 3-5 并網(wǎng)電流單閉環(huán)時(shí)控制框圖5 可得并網(wǎng)電流開環(huán)傳遞函數(shù)為：1 2 31 2 2 3( ) ( ) ( ) ( )1 ( ) ( ) ( ) ( )iOiG s G s G s G sGG s G s G s G s 1）中 Gi(s)為 PI 控制器，G1(s)=1/s*L1，G2(s)=1/s*C，波器參數(shù)為：L2=600μH，L1=500μH，C=8μF，由式（3時(shí)的伯德圖與根軌跡圖，分別如圖 3-6、圖 3-7 所示

為了使系統(tǒng)穩(wěn)定，使零極點(diǎn)分布在左半平面，需將免負(fù)穿越。器電容電流反饋后的雙閉環(huán)控制框圖為如圖 3-8 所(s) Gn(s) G1(s) G2(s) i2i1-+ +- VgvC-+iC-kC圖 3-8 加入濾波器電容電流反饋后的雙閉環(huán)控制框圖環(huán)傳遞函數(shù)為：1 2 31 2 2 3 1( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )i noiiC nG s G s G s G s G sGG s G s G s G s k G s G s ）中 Gn(s)=KPWM，kC為反饋系數(shù)，其值為 10.7，由 調(diào)制方法，故 KPWM=1。12）可在 Matlab 中得出其伯德圖和根軌跡圖，如圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2746995