隨著分布式能源為代表的可再生能源、電動汽車與電網(wǎng)互動(V2G)、交直流混合微電網(wǎng)、蓄電池儲能技術(shù)如火如茶的展開,實現(xiàn)電能雙向流動的變換器作為其與電網(wǎng)連接的重要接口設(shè)備發(fā)揮著重大作用。本文選擇具有高效率非隔離的Buck型雙向DC-AC變換器為研究對象。雙向DC-AC變換器輸出濾波器有L、LC、LCL三種類型。LC型濾波器通常用于電壓源型離網(wǎng)變換器,可以抑制變換器輸出電壓的諧波;當在電流源型并網(wǎng)電路,由于電網(wǎng)電壓的鉗位,只有濾波電感對并網(wǎng)電流諧波起衰減作用,濾波電容近似為本地負載,會對注網(wǎng)電流的相位產(chǎn)生影響,因此LC型濾波器一般不適合于電流源型并網(wǎng)電路。L型濾波器電感取值較大、動態(tài)響應(yīng)速度慢,所以LCL型相比于L型因其更高的諧波衰減效率、體積小的優(yōu)勢正逐漸替代L型濾波器,本文選用LCL型濾波器。由于LCL型濾波器是三階系統(tǒng),濾波參數(shù)的選擇相比L型濾波器更加復(fù)雜,且存在固有的諧振問題,造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。本文對現(xiàn)有的LCL濾波器濾波參數(shù)的選擇與諧振抑制方法進行了總結(jié)。對LCL濾波器進行了建模分析,綜合考慮濾波性能與諧振抑制采用圖解的方法對濾波參數(shù)進行設(shè)計,保證網(wǎng)側(cè)電流的高質(zhì)量,并給出了LCL濾波器濾波參數(shù)選擇過程。LCL型雙Buck雙向逆變器工作在并網(wǎng)工作模式時,本文采用了基于并網(wǎng)電壓前饋的電流加權(quán)平均控制的方法,實現(xiàn)了對系統(tǒng)的降階,從而解決了LCL濾波器的諧振問題,并具有較好的進網(wǎng)電流波形質(zhì)量;當電路工作在整流PFC工作模式時,采用改進的電壓電流雙環(huán)控制方法,電壓外環(huán)選用PI控制,電流內(nèi)環(huán)選用電網(wǎng)電壓前饋的電流加權(quán)平均控制,實現(xiàn)了輸出直流電壓的穩(wěn)定與較高的功率因數(shù)以及網(wǎng)側(cè)電流波形的高質(zhì)量。本文基于LCL型雙Buck雙向逆變器作為研究對象,通過PSIM仿真軟件搭建了LCL型雙Buck雙向逆變器仿真平臺,進行了并網(wǎng)逆變與整流PFC的仿真研究,并以Altium PCB軟件設(shè)計原理樣機,搭建了一臺1000W的LCL型雙Buck雙向逆變器的實驗平臺,驗證了LCL濾波器參數(shù)選擇的合理性與諧振抑制控制策略的有效性。
【學(xué)位單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM464
【部分圖文】：

但目前應(yīng)用范圍最廣、迅速發(fā)展的是風能與太陽能。微電網(wǎng)是由風能、逡逑太陽能等可再生能源組成的分布式電源、儲能與能量轉(zhuǎn)換裝置、負荷以及控制設(shè)逡逑備構(gòu)成，如圖１－１所示。逡逑光伏組件邋光伏控制器逡逑＿Ｋ＿＿邐——Ｍ逡逑Ｈ邐蓄電池組廣＿逡逑風機控制器＾逡逑Ｌｇ；逡逑邐灥負載逡逑圖ｉ－ｉ微電網(wǎng)系統(tǒng)逡逑在含有風力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源的微電網(wǎng)系統(tǒng)中，能量轉(zhuǎn)換裝置發(fā)揮著逡逑至關(guān)重要的作用，基于雙向ＤＣ／ＡＣ變換器作為可以完成與大電網(wǎng)之間的雙向能逡逑量傳遞，其可以完成新能源發(fā)電的平滑輸出，而且由于ＰＷＭ調(diào)制的雙向ＤＣ／ＡＣ逡逑變換器可以使得網(wǎng)側(cè)電流正弦化與單位功率因素運行，現(xiàn)在己經(jīng)廣泛的應(yīng)用于交逡逑直流微電網(wǎng)與Ｖ２Ｇ系統(tǒng)中。在交直流混合微電網(wǎng)中，雙向ＤＣ／ＡＣ變換器是其重逡逑要的接口設(shè)備，可以實現(xiàn)直流與交流母線間的功率流動調(diào)控，確保微網(wǎng)功率平衡、逡逑保持母線電壓穩(wěn)定并提高系統(tǒng)電能質(zhì)量。Ｖ２Ｇ是電動汽車蓄電池與電網(wǎng)間的能逡逑量的雙向流動，如圖１－２所示，當用電高峰期時電動汽車可以作為儲能設(shè)備將富逡逑余電能饋入電網(wǎng)

（ｃ）逆變模態(tài)３邐（邋ｄ）逆變模態(tài)４逡逑圖２－３逆變環(huán)節(jié)工作模態(tài)逡逑逆變模態(tài)１：開關(guān)管Ｓ，、Ｓ４斷開，二極管Ｄ，、Ｄ２、Ｄ４截止，開關(guān)管Ｓ２、Ｓ３逡逑導(dǎo)通，直流電壓Ｕｄ通過電網(wǎng)Ｕｇ與電感Ｌ２、Ｌｇ形成回路，由Ｕｄ向電感Ｌ２、Ｌｇ逡逑充能；逡逑／＾＼！邋１邐ｔ逡逑．°邐Ｉ邐Ｉ邐！邐Ｉ邐ｔ逡逑ＩＬ＼邐Ｉ邐｜邐｜邐Ｉ逡逑＾＼ｊ邐／＾＼ｊ邐ｒ逡逑Ｆ＾ｉｎｎｎｎｎＪ邐ＬｎｎｎｎｎＪ邐；邐＾逡逑ＶｄｓＩ＿邋ｊｌｌｌｊ邋＾ＩＩＩＵ逡逑ｑ邋！邐！邐１邐ｔ逡逑圖２－４逆變環(huán)節(jié)波形逡逑１５逡逑

圖２－３逆變環(huán)節(jié)工作模態(tài)逡逑逆變模態(tài)１：開關(guān)管Ｓ，、Ｓ４斷開，二極管Ｄ，、Ｄ２、Ｄ４截止，開關(guān)管Ｓ２、Ｓ３逡逑、

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本文編號：2820253