带LCL滤波器的光伏并网逆变器研究

【摘要】：在大功率光伏并网逆变器中,传统L型滤波器面临电感参数取值的矛盾,一方面随着逆变器功率容量的增大和开关频率的降低要求电感L参数相应的增大,另一方面大容量电感制造工艺、电流环响应速度和电感压降等因素又限制了电感参数的增大,LCL滤波器可有效解决上述矛盾。本文首先对比建立了L滤波器和LCL滤波器在不同坐标系下的数学模型,分析了LCL滤波器原理及其特性,提出了一套实用的参数设计方法,并针对其谐振问题讨论了无源阻尼和有源阻尼抑制方法,然后给出了整个系统的控制策略,包括直流电压控制和输出电流控制的参数设计方法,最后,针对电网故障情况下对逆变器的低电压穿越能力要求,分析了电网电压序分量检测方法、平衡正序控制方法和控制策略实施三个方面问题,最终结合太阳能光伏电池输出特性提出了光伏并网逆变器低电压穿越方案。在PSCAD/EMTDC平台下搭建了仿真模型,仿真结果证明了本文相关理论、策略和方法的可行性和有效性,为实际工程应用提供了可靠参考。 【关键词】：LCL滤波器 零阻尼谐振 阻尼方法 矢量控制 低电压穿越
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 太阳能光伏发电在国内外的发展状况9-10
• 1.2 光伏并网逆变技术概况10-14
• 1.2.1 带LCL滤波器的逆变器10-11
• 1.2.2 LCL滤波器参数设计11-12
• 1.2.3 带LCL滤波器的逆变器控制策略12-14
• 1.3 本论文的主要工作14-15
• 第2章 三相光伏并网逆变器数学模型研究15-23
• 2.1 带L滤波器的逆变器数学模型15-19
• 2.2 带LCL滤波器的逆变器数学模型19-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 LCL滤波器原理分析与参数设计23-34
• 3.1 LCL滤波器原理分析23-25
• 3.2 LCL滤波器参数设计25-30
• 3.2.1 LCL滤波器参数约束25-27
• 3.2.2 LCL滤波器参数设计步骤27-30
• 3.3 LCL滤波器零阻尼谐振抑制方法30-33
• 3.3.1 无源阻尼方法30-32
• 3.3.2 有源阻尼方法32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 三相光伏并网逆变器控制系统设计34-50
• 4.1 直流电压控制34-38
• 4.1.1 直流电压特性分析34-35
• 4.1.2 直流电压输出电流串级控制35-37
• 4.1.3 直流电压PI控制器设计37-38
• 4.2 内环输出电流控制38-40
• 4.3 SVPWM调制原理与实现40-45
• 4.3.1 SVPWM调制的基本原理40-43
• 4.3.2 扇区号的确定方法43-44
• 4.3.3 SVPWM输出模式44-45
• 4.4 控制策略仿真分析45-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 电网故障下光伏并网逆变器控制策略50-63
• 5.1 电网故障下的控制问题概述50-52
• 5.2 电网故障下控制策略分析52-58
• 5.2.1 基于二阶广义积分器的电压序分量检测52-55
• 5.2.2 平衡正序控制方法55-57
• 5.2.3 电网故障下控制策略实施57-58
• 5.3 电网故障下控制策略仿真分析58-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果69-70
• 致谢70

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