發(fā)布時間：2017-10-14 15:19

  本文關(guān)鍵詞：基于LCL濾波器的并網(wǎng)逆變器穩(wěn)定性分析

  更多相關(guān)文章： 三相并網(wǎng)逆變器 LCL濾波 阻抗 控制 穩(wěn)定性

【摘要】：三相并網(wǎng)逆變器作為重要的電力電子裝置,廣泛應用在新能源發(fā)電并網(wǎng)、能量存儲、高壓直流輸電以及柔性交流輸電系統(tǒng)中,形成逆變器-電網(wǎng)級聯(lián)系統(tǒng)。而隨著弱電網(wǎng)情況的出現(xiàn)、多并網(wǎng)逆變器接入引起電網(wǎng)環(huán)境的復雜化,并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到了極大的威脅,其中由于阻抗交互作用引起的諧振現(xiàn)象尤為關(guān)鍵,因此有必要從逆變器輸出阻抗的角度出發(fā),研究這種諧振問題的影響因素,探索穩(wěn)定性提高的方法。對于LCL濾波型三相并網(wǎng)逆變器來說,其電流采樣反饋方式主要有逆變器側(cè)電流(Converter-side Current,CC)和網(wǎng)側(cè)電流(Grid-side Current,GC)采樣反饋兩種,控制坐標系主要有dq坐標系下PI控制和??坐標系下PR控制兩種。而受濾波器和控制環(huán)路影響的逆變器輸出阻抗值是有限的,當系統(tǒng)控制方案不同時,逆變器輸出阻抗也存在一定的差異。因此,本文通過建立逆變器的輸出阻抗模型,在全頻率范圍內(nèi)討論逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并通過仿真和實驗進行了驗證。首先,針對LCL濾波器存在的高頻諧振問題,采用電容電流反饋的有源阻尼方式進行抑制,在考慮數(shù)字控制延遲的情況下,兼顧阻尼效果和系統(tǒng)穩(wěn)定性要求設計了反饋系數(shù),保證電網(wǎng)阻抗大范圍變化時不會引起三階系統(tǒng)帶來的諧振峰。其次,本文根據(jù)諧波線性化建模原理,推導了變換器在不同控制方案下的頻域等效阻抗模型,包括正序阻抗和負序阻抗,并在Plecs中用頻率掃描的方式進行了模型驗證;然后對所建立的序阻抗模型不同頻段的阻抗特性進行了分析,確定了阻抗在高、中、低頻段的主要影響因素,為穩(wěn)定性分析提供了重要參考。利用基于阻抗比的穩(wěn)定性分析方法,分析逆變器輸出阻抗和電網(wǎng)阻抗交互作用所引起的低頻諧振現(xiàn)象,通過對比電網(wǎng)阻抗變化時不同并網(wǎng)電流控制方案下的系統(tǒng)穩(wěn)定性,確定了最能適應電網(wǎng)阻抗變化的控制方法和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制環(huán)路參數(shù)設計方法,并通過時域仿真驗證了穩(wěn)定性分析的結(jié)論,證明了阻抗建模的準確性和穩(wěn)定性分析的有效性。最后,搭建了適用于本文穩(wěn)定性分析的實驗平臺,并在實驗平臺上對不同控制方案下系統(tǒng)諧振現(xiàn)象進行了分析,驗證了穩(wěn)定性分析的理論結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：三相并網(wǎng)逆變器 LCL濾波 阻抗 控制 穩(wěn)定性
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 LCL濾波高頻諧振阻尼技術(shù)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 逆變器-電網(wǎng)級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性控制研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 課題的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第2章 并網(wǎng)逆變器濾波設計及特性分析18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 LCL濾波器參數(shù)設計18-19
• 2.3 LCL濾波器有源阻尼設計19-22
• 2.3.1 LCL濾波特性分析及參數(shù)設計19-21
• 2.3.2 考慮電網(wǎng)阻抗時LCL濾波特性分析21-22
• 2.4 不同電流采樣方式下LCL濾波特性分析22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 三相并網(wǎng)逆變器輸出阻抗建模25-42
• 3.1 引言25-26
• 3.2 LCL濾波型三相并網(wǎng)逆變器輸出阻抗建模26-33
• 3.2.1 主電路平均模型27-28
• 3.2.2 PLL小信號模型28-30
• 3.2.3 電流控制環(huán)路小信號模型30-32
• 3.2.4 不同控制方案下的逆變器輸出阻抗模型32-33
• 3.3 逆變器輸出阻抗模型驗證33-36
• 3.4 逆變器輸出阻抗模型分析36-41
• 3.4.1 阻抗模型高頻特性分析36-37
• 3.4.2 阻抗模型中頻特性分析37-39
• 3.4.3 阻抗模型低頻特性分析39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 逆變器-電網(wǎng)級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 基于阻抗比的穩(wěn)定性分析方法42-43
• 4.3 不同控制方案下系統(tǒng)穩(wěn)定性對比分析43-55
• 4.3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性與電流采樣反饋位置的關(guān)系44-47
• 4.3.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性與電流控制坐標系的關(guān)系47-51
• 4.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性與電流控制環(huán)路參數(shù)的關(guān)系51-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 實驗平臺設計及實驗驗證56-66
• 5.1 引言56-57
• 5.2 實驗平臺設計57-61
• 5.2.1 實驗平臺硬件設計57-59
• 5.2.2 實驗平臺軟件設計59-61
• 5.3 穩(wěn)定性對比分析實驗61-65
• 5.3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性與電流采樣反饋位置的關(guān)系實驗61-62
• 5.3.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性與電流控制坐標系的關(guān)系實驗62-64
• 5.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性與電流控制環(huán)路參數(shù)的關(guān)系實驗64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀學位期間的學術(shù)成果71-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 陳新;韋徵;胡雪峰;陳軼涵;龔春英;;三相并網(wǎng)逆變器LCL濾波器的研究及新型有源阻尼控制[J];電工技術(shù)學報;2014年06期

2 李小強;伍小杰;耿乙文;張祺;;感性電網(wǎng)阻抗下三相光伏逆變器穩(wěn)定性分析[J];中國電機工程學報;2014年18期

3 陳新;張e，

本文編號：1031774