發(fā)布時間：2021-07-23 15:48

　　能源日益枯竭的今天,新能源的開發(fā)利用迫在眉睫。而并網(wǎng)逆變器作為連接新能源和電網(wǎng)的裝置,設計相應的策略方案來對其進行有效地控制,是光伏發(fā)電系統(tǒng)中重要的一環(huán)。本文在傳統(tǒng)控制策略的基礎上,對準PR控制下的LCL型并網(wǎng)逆變器進行研究。本文主要內(nèi)容如下:首先,本文對并網(wǎng)逆變器的正弦脈沖寬度調(diào)制方法進行了介紹,并對LCL濾波器的逆變器側(cè)電感、網(wǎng)側(cè)電感和濾波電容的設計方法分別進行了分析,同時對LCL濾波器存在的諧振尖峰問題的危害和解決方法包括無源阻尼、有源阻尼法分別通過計算進行了詳細的分析。其次,本文通過對LCL型并網(wǎng)逆變器的數(shù)學模型的計算分析,得到其簡化模型及傳遞函數(shù),對于內(nèi)環(huán)控制采用了電容電流反饋的有源阻尼控制,以針對LCL型濾波器在諧振頻率處存在的諧振尖峰問題進行解決;對于外環(huán)控制采用了網(wǎng)側(cè)電流準PR控制以實現(xiàn)對交流信號的無靜差跟蹤。之后,通過計算推導,得到控制系統(tǒng)的結構框圖和傳遞函數(shù),并由相應的計算和作圖分析確定傳遞函數(shù)中各參數(shù)的取值。將參數(shù)代入系統(tǒng)傳遞函數(shù)繪出其波特圖,可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的相角裕度、增益裕度、基波增益均滿足相應設計要求,從而在理論上驗證了本文所采用的控制策略的可行性。最后,以本... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２雙極性ＳＰＷＭ控制原理圖??

?并網(wǎng)逆變器設計原理???——?ｉ?卜—￣ＩＩ—?￣?１—１?ｎ?ｎ?ｎ?Ｉ￣??ｏ?；?？??ｃｏｌ??丄?ＬＪ?ＬＪ?Ｕ?Ｕ?Ｕ?Ｉ—？?Ｌ＿Ｊ?１＾—１１?ＩＩ?■?，Ｊｌ，Ｊ?ｉ＿??圖２．２雙極性ＳＰＷＭ控制原理圖??圖２．２為雙極性ＳＰＷＭ控制的原理圖。圖中％為正弦調(diào)制波，幅值為％；??為三角載波，幅值為ｇ至％的控制信號通過％和的對比所得到。圖??中可以發(fā)現(xiàn)，．在一個周期之內(nèi)只有－％＾和＋＾／＾兩個電平且二者極性相反，??因此該調(diào)制方法被稱為雙極性ＳＰＷＭ控制�？梢钥吹剑p極性ＳＰＷＭ控制的調(diào)??制波是正弦波，其周期決定于々ｆ，振幅決定于乂，載波為雙極性的三角波。由??此，逆變橋輸出相電壓的脈沖是雙極性的，由調(diào)制波和載波的交點決定。??ｉｒｍｉｉｉｉｉｆ???Ｊ?川丨丨圓??圖２．３單極倍頻ＳＰＷＭ控制原理圖??圖２．３為單極性ＳＰＷＭ控制的原理圖。％正弦調(diào)制波，兩組三??角載波，必、％的控制信號通過％和ｔ的對比所得到，４、４的控制信號通過％??和的對比所得到。由于ｉ／ｉｎｖ的脈動頻率是載波頻率的兩倍，因此該調(diào)制方法??８??

?并網(wǎng)逆變器設計原理???式（２．１）中，％為調(diào)制正弦波幅值，＆為正弦調(diào)制波角頻率。??ＵＪｌ?｜—１｜￣｜｜￣Ｕｐ－｜ｒ—｜?ｎ?｜－｜?ｎ?ｎ?門?ｒ??－ｕｊｉ?Ｊ?Ｕ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｕ?ＵＵＵＩ＿??ＵＪｌ?ｐｒｌＭｎｎＰｉｆｌｈｎ?ｎｎ?Ｍ?ｎｒ，??ｊｒ??＾ｍｎｎｎｎ?ｉ［??．Ｊ?ｉｉｉｕｕｕｙｍ?Ｌ??圖２．５三相逆變器ＳＰＷＭ控制原理圖??關于諧波分布特性，三相ＳＰＷＭ控制控制逆變器輸出電壓的諧波重點分布??于橋臂間電壓的載波頻率處及其附近，這也是設計其輸出濾波器時需要主要考慮??到的諧波。??２．２?ＬＣＬ濾波器設計??并網(wǎng)逆變器中，濾波器連接著逆變橋和電網(wǎng)，其作用是抑制逆變橋輸出電壓??含有的大量的開關諧波所造成的并網(wǎng)電流諧波。目前較為常用的濾波器有Ｌ型、??ＬＣ型、ＬＣＬ型等。其中，ＬＣＬ型濾波器的中濾波電容Ｃ可以對高次諧波起到通??道的作用，從而能在一定程度上對高次諧波進行消除，起到良好的濾波效果。由??于在開關頻率處逆變橋輸出電壓會產(chǎn)生大量諧波，因此需要對濾波器的各部分進??行合理的設計。單相ＬＣＬ濾波器和三相ＬＣＬ濾波器的結構是一樣的，因此設計??思路相同。??首先，對于逆變器側(cè)電感的設計，單相全橋逆變器和三相全橋逆變器中流過??濾波器電感的電流均為流過開關管的電流。為了防止其開關損耗和導通損耗過大，??需要對其進行限制。以三相全橋并網(wǎng)逆變器為例，設計時，忽略濾波電感的基波??壓降，濾波電容電壓可以近似為橋臂輸出電壓的基波分量，于是得到逆變器側(cè)電??感電流的紋波變化規(guī)律，如圖２．６所示：??１０??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]弱電網(wǎng)下多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的全局高頻振蕩抑制方法[J]. 謝志為,陳燕東,伍文華,王翔宇,王自力.  電工技術學報. 2020(04)
[2]LCL型并網(wǎng)逆變器的新型單電流反饋控制方案[J]. 廖志凌,徐長波,曹晨晨.  電測與儀表. 2020(02)
[3]雙頻并網(wǎng)逆變器與LCL型逆變器效率對比研究[J]. 楊立永,常奧宇,劉碩.  電力電子技術. 2019(11)
[4]基于非線性規(guī)劃遺傳算法的并網(wǎng)逆變器LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 鄭嘉龍.  電力電容器與無功補償. 2019(05)
[5]抑制電網(wǎng)擾動的LCL并網(wǎng)逆變器入網(wǎng)電流控制[J]. 符曉巍,徐雙.  電力電子技術. 2019(10)
[6]基于諧波線性化的三相LCL型并網(wǎng)矩陣變換器正負序阻抗建模分析[J]. 張博,文湘雲(yún).  東北電力大學學報. 2019(05)
[7]弱電網(wǎng)下逆變側(cè)電流反饋的并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性分析及優(yōu)化[J]. 鄭征,黃旭,楊明,高龍將,李斌.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2019(19)
[8]LCL并網(wǎng)逆變器改進降階控制方法[J]. 蔣獎,楊婳.  電器與能效管理技術. 2019(16)
[9]并網(wǎng)型逆變電源LCL濾波器的優(yōu)化設計[J]. 楊睿,王煒,汪陽,葛兆琪.  新型工業(yè)化. 2019(09)
[10]一種基于光伏并網(wǎng)逆變器的復合控制策略研究[J]. 吳蕊,陳俊,廖冬初,潘健,王鹿軍.  高技術通訊. 2019(09)



本文編號：3299581