針對(duì)傳統(tǒng)的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的逆變器并網(wǎng)系統(tǒng),結(jié)合復(fù)數(shù)濾波器基波正序電壓提取特性,構(gòu)建具有復(fù)數(shù)濾波器結(jié)構(gòu)鎖相環(huán)的逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)（CFPLL-GIS）。在此基礎(chǔ)上充分考慮鎖相環(huán)影響,建立CFPLL-GIS的阻抗模型,并通過(guò)基于阻抗的穩(wěn)定性判據(jù)分析,說(shuō)明復(fù)數(shù)濾波器結(jié)構(gòu)的引入可以提高逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)等效輸出阻抗在中頻段內(nèi)的相角,能夠顯著改善逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)弱電網(wǎng)的適應(yīng)能力;同時(shí)結(jié)合CFPLL-GIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并以逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的環(huán)路增益為設(shè)計(jì)指導(dǎo),提出一種逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)等效輸出阻抗重塑控制策略,改善系統(tǒng)的阻抗特性,保證逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)具有充足的穩(wěn)定裕度,進(jìn)一步拓寬CFPLL-GIS對(duì)電網(wǎng)阻抗的適應(yīng)范圍。最后,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文理論分析的正確性以及所提控制策略的有效性。 

【文章來(lái)源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,35(12)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

采用情形③控制策略時(shí)三相電流實(shí)驗(yàn)波形（b）

饔Χ勻醯繽?哪芰Α?表2給出了逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)分別采用以上四種不同控制結(jié)構(gòu)時(shí)系統(tǒng)所能適應(yīng)的最大電網(wǎng)阻抗范圍，具體測(cè)試條件以及數(shù)值結(jié)果見(jiàn)表2。表2控制策略與適應(yīng)電網(wǎng)阻抗仿真結(jié)果Tab.2Thesimulationresultsofcontrolstrategyandadaptivegridimpedance控制策略適應(yīng)的最大電網(wǎng)阻抗/mH（滿載THD≤5%）情形①4.87情形②13.1情形③9.8情形④25.2為了驗(yàn)證本文所提CFPLL-GIS結(jié)構(gòu)以及阻抗重塑控制策略的有效性，搭建了RT-LAB硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，平臺(tái)具體結(jié)構(gòu)如圖14所示。實(shí)驗(yàn)參數(shù)與仿真參數(shù)一致，控制器采用TI公司的TMS320F2812，系統(tǒng)開(kāi)關(guān)頻率fs=10kHz，采樣頻率fAD=10kHz。圖14實(shí)驗(yàn)平臺(tái)照片F(xiàn)ig.14Experimentalplatform圖15給出了逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)采用情形①的控制結(jié)構(gòu)時(shí)，系統(tǒng)分別在電網(wǎng)阻抗Lg=4.8mH與Lg=5.1mH時(shí)的三相電流實(shí)驗(yàn)波形�？梢钥闯觯涸贚g=4.8mH時(shí)并網(wǎng)電流波形已經(jīng)出現(xiàn)明顯的振蕩，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。圖16給出了逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)采用情形②的控制結(jié)構(gòu)時(shí)，系統(tǒng)分別在電網(wǎng)阻抗Lg=11mH與Lg=15mH時(shí)的三相電流實(shí)驗(yàn)波形。（a）Lg=4.8mH

固匭裕?Ｖつ姹淦韃⑼?低塵哂諧渥?的穩(wěn)定裕度，進(jìn)一步拓寬CFPLL-GIS對(duì)電網(wǎng)阻抗的適應(yīng)范圍，使其對(duì)弱電網(wǎng)環(huán)境表現(xiàn)的更加友好。最后，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文理論分析的正確性以及所提控制策略的有效性。1LCL型逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)阻抗模型建立為了分析說(shuō)明復(fù)數(shù)濾波器結(jié)構(gòu)的引入可以顯著提高逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)弱電網(wǎng)的適應(yīng)能力，本文以電流雙閉環(huán)三相LCL型并網(wǎng)逆變器為模型基礎(chǔ)，構(gòu)建系統(tǒng)在加入復(fù)數(shù)濾波器前后的等效輸出阻抗模型。該逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的總體控制結(jié)構(gòu)如圖1所示，其控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)框圖模型如圖2所示。在圖1和圖2中，L1、C和L2構(gòu)成LCL濾波器；圖1LCL逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的總體控制結(jié)構(gòu)Fig.1OverviewofinvestigatedconfigurationandcontrolsystemforLCLinvertergrid-connectedsystem圖2并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)框圖模型Fig.2Mathematicalmodelofgrid-connectedinvertercontrolsystemZload為負(fù)載等效阻抗，Zg為電網(wǎng)阻抗；i1為逆變橋側(cè)電感電流，iC為濾波電容電流，i2為逆變器輸出電流，ig為并網(wǎng)電流，iC、iC為電容電流在、坐標(biāo)系下的分量，i2、i2為逆變器輸出電流在、坐標(biāo)系下的分量，*2i、*2i為逆變器輸出電流在、坐標(biāo)系下的給定值，Im為并網(wǎng)電流幅值；UPCC為PCC的電壓，Ug為電網(wǎng)電壓，Udc為直流母線電壓，為PLL輸出相位，o為PLL輸出角頻率，G(s)為外環(huán)調(diào)節(jié)器，Kd為有源阻尼系數(shù)，KPWM為脈寬調(diào)制增益。c為復(fù)數(shù)濾波器的截止頻率，1u與1u分別為PCC電壓在、軸下的?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]弱電網(wǎng)下無(wú)功控制對(duì)并網(wǎng)變流器穩(wěn)定性影響分析[J]. 徐路遙,蘭洲,陳飛,王曉菲,袁輝,辛煥海.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2019(15)
[2]一種提高弱電網(wǎng)下LCL型并網(wǎng)逆變器魯棒性的相位超前補(bǔ)償策略[J]. 方天治,黃淳,陳乃銘,張先云,黃鑫.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(20)
[3]弱電網(wǎng)下鎖相環(huán)對(duì)三相LCL型并網(wǎng)逆變器小擾動(dòng)建模影響及穩(wěn)定性分析[J]. 楊苓,陳燕東,周樂(lè)明,陳智勇,周小平,伍文華,黃旭程,謝志為,羅安.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(13)
[4]柔性直流輸電接入弱交流電網(wǎng)時(shí)鎖相環(huán)和電流內(nèi)環(huán)交互作用機(jī)理解析研究[J]. 吳廣祿,周孝信,王姍姍,梁軍,趙兵,王鐵柱,李英彪,楊艷晨.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]并網(wǎng)逆變器的阻抗自適應(yīng)控制方法[J]. 杜燕,崔林波,楊向真,張顯創(chuàng),汪飛.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2018(06)
[6]弱電網(wǎng)下考慮鎖相環(huán)影響的并網(wǎng)逆變器改進(jìn)控制方法[J]. 張學(xué)廣,付志超,陳文佳,徐殿國(guó).  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2018(07)
[7]弱電網(wǎng)下LCL逆變器阻尼諧振抑制與功率快速調(diào)節(jié)方法[J]. 陳燕東,王伊,周樂(lè)明,周小平,謝志為.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(11)
[8]改進(jìn)型解耦自適應(yīng)復(fù)數(shù)濾波器的鎖相環(huán)研究[J]. 唐軼,沈佳,劉齊齊,顧馬榮,謝永強(qiáng).  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(18)
[9]增強(qiáng)并網(wǎng)逆變器對(duì)電網(wǎng)阻抗魯棒穩(wěn)定性的改進(jìn)前饋控制方法[J]. 楊樹(shù)德,同向前,尹軍,王海燕,鄧亞平.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(10)
[10]電力系統(tǒng)次同步諧振/振蕩的形態(tài)分析[J]. 謝小榮,王路平,賀靜波,劉華坤,王超,占穎.  電網(wǎng)技術(shù). 2017(04)



本文編號(hào)：3389664