發(fā)布時(shí)間：2017-08-18 04:32

  本文關(guān)鍵詞：基于LCL型并網(wǎng)濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案研究

  更多相關(guān)文章： 并網(wǎng)逆變器 LCL型濾波器 分裂電容 協(xié)同控制

【摘要】：隨著社會發(fā)展對能源需求的日益增加,權(quán)衡好能源與發(fā)展之間的關(guān)系顯得越來越重要。新能源隨之以其獨(dú)特的優(yōu)勢越來越受到人們的關(guān)注,光伏發(fā)電同時(shí)成為一大熱門課題。作為光伏并網(wǎng)發(fā)電的重要技術(shù),濾波技術(shù)對并網(wǎng)電流的質(zhì)量影響很大。本論文的主要工作如下：(1)基于LCL型濾波器的性能及數(shù)學(xué)模型的研究通過對比分析L型、LC型以及LCL型三種常見類型并網(wǎng)濾波器的性能,說明了LCL型濾波器對抑制高頻諧波有著明顯的優(yōu)勢,從而選擇LCL型濾波器為研究對象,并且針對LCL型濾波器存在諧振峰的缺點(diǎn)提出了分裂電容方案,并通過改善對逆變器的控制策略進(jìn)行抑制。通過對基于LCL型濾波器的并網(wǎng)逆變器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,最終給出了其在靜止坐標(biāo)系及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,分析其模型后得出,基于LCL型濾波器的并網(wǎng)逆變器的單相與三相電路的控制器結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)存在一致性,這為以單相并網(wǎng)逆變器的控制模型來分析其相關(guān)的特性奠定了基礎(chǔ)。(2)在LCL濾波器條件下逆變器的控制策略的研究在控制策略分析的部分,由于在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中存有大量諧波,以及濾波器自身的諧振,需要利用對逆變器的控制進(jìn)行抑制。在并網(wǎng)逆變器的無源阻尼控制策略中,對比分析了基于LCL型濾波器的分裂電容方案與傳統(tǒng)方案的無源阻尼控制策略,證明了分裂電容方案在阻尼損耗方面存在優(yōu)勢；在并網(wǎng)逆變器的有源阻尼控制策略中,對比分析了分裂電容方案和傳統(tǒng)方案的有源阻尼控制策略的優(yōu)缺點(diǎn),證明了分裂電容有源阻尼方案可以選取較大的比例增益,獲得更好的濾波效果�；谇笆龅膶Ρ确治�,提出了基于LCL型濾波器分裂電容方案的協(xié)同控制策略,然后對采用新方案的控制器進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。(3)基于協(xié)同控制策略時(shí)濾波器參數(shù)的研究通過對LCL型濾波器特性的分析,得到了其中電感以及電容值對濾波效果的影響,分析了對于濾波器的總電感值、總電容值以及各個(gè)電感、電容值的選取要求,本文給出了各個(gè)參數(shù)的選取區(qū)間。隨后,本文分析了濾波器中兩個(gè)電感值與兩個(gè)電容值在選取時(shí)存在的比例關(guān)系,給出了濾波器中各個(gè)元件參數(shù)的選取方法,以保證協(xié)同控制策略獲得最優(yōu)的濾波效果。(4)基于不同控制策略時(shí)濾波效果的仿真研究基于MATLAB/SIMULINK軟件平臺搭建了基于新的控制策略的三相與單相并網(wǎng)逆變器的仿真模型。仿真結(jié)果表明,一是并網(wǎng)逆變器在采用基于LCL型濾波器分裂電容方案的協(xié)同控制策略,可有效抑制諧波含量,證明了所設(shè)計(jì)的控制策略的正確性；二是通過對比分析,說明協(xié)同控制策略比有源阻尼控制策略的阻尼效果更好,比無源阻尼控制策略的功率損耗減少,驗(yàn)證了所提出的控制策略的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：并網(wǎng)逆變器 LCL型濾波器 分裂電容 協(xié)同控制
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TN713
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2 并網(wǎng)技術(shù)討論14-16
• 1.2.1 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)的性能要求14
• 1.2.2 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)的技術(shù)要求14-16
• 1.3 發(fā)展現(xiàn)狀與本文的創(chuàng)新點(diǎn)16-19
• 1.3.1 并網(wǎng)逆變器的主要濾波方式16-17
• 1.3.2 并網(wǎng)逆變器的控制策略17-18
• 1.3.3 研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)19
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排19-22
• 2 濾波器電路的分析與建模22-32
• 2.1 并網(wǎng)濾波器電路的分析22-25
• 2.2 LCL型光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)建模25-31
• 2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型25-28
• 2.2.2 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型28-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 3 基于LCL型濾波器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略研究32-48
• 3.1 系統(tǒng)中的諧振問題32
• 3.2 無源阻尼控制策略32-38
• 3.2.1 分裂電容方案的無源阻尼控制策略33-35
• 3.2.2 傳統(tǒng)方案的無源阻尼控制策略35-36
• 3.2.3 對比分析36-38
• 3.3 有源阻尼控制策略38-44
• 3.3.1 虛擬電阻法38-40
• 3.3.2 分裂電容方案的有源阻尼控制策略40-42
• 3.3.3 傳統(tǒng)方案的有源阻尼控制策略42-43
• 3.3.4 對比分析43-44
• 3.4 協(xié)同控制策略44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)48-62
• 4.1 濾波器的特性48-51
• 4.1.1 電感參數(shù)的影響50
• 4.1.2 電容參數(shù)的影響50-51
• 4.2 濾波器各項(xiàng)參數(shù)的選取要求51-58
• 4.2.1 濾波器電感值的要求51-54
• 4.2.2 濾波器電容值的要求54-55
• 4.2.3 諧振頻率的要求55-57
• 4.2.4 諧波衰減的要求57-58
• 4.3 濾波器中各參數(shù)的確定58-60
• 4.3.1 濾波器橋臂電感值的確定58-59
• 4.3.2 濾波器網(wǎng)側(cè)電感值的確定59
• 4.3.3 濾波器分裂電容值的確定59-60
• 4.4 濾波器中參數(shù)的檢驗(yàn)60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 5 仿真驗(yàn)證62-74
• 5.1 光伏電池模型62-65
• 5.1.1 光伏電池特性62-63
• 5.1.2 光伏電池模型63-65
• 5.2 三相仿真65-68
• 5.3 仿真結(jié)果對比68-73
• 5.3.1 協(xié)同控制策略仿真68-69
• 5.3.2 有源阻尼控制策略仿真69-71
• 5.3.3 無源阻尼控制策略仿真71-72
• 5.3.4 對比分析72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 6 總結(jié)和展望74-76
• 6.1 總結(jié)74
• 6.2 展望74-76
• 致謝76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利目錄82-84

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