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。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 太阳能光伏发电在国内外的发展状况

1．2 光伏并网逆变技术概况

1．2．1 带LCL滤波器的逆变器

1．2．2 LCL滤波器参数设计

1．2．3 带LCL滤波器的逆变器控制策略

1．3 本论文的主要工作

第2章 三相光伏并网逆变器数学模型研究

2．1 带L滤波器的逆变器数学模型

2．2 带LCL滤波器的逆变器数学模型

2．3 本章小结

第3章 LCL滤波器原理分析与参数设计

3．1 LCL滤波器原理分析

3．2 LCL滤波器参数设计

3．2．1 LCL滤波器参数约束

3．2．2 LCL滤波器参数设计步骤

3．3 LCL滤波器零阻尼谐振抑制方法

3．3．1 无源阻尼方法

3．3．2 有源阻尼方法

3．4 本章小结

第4章 三相光伏并网逆变器控制系统设计

4．1 直流电压控制

4．1．1 直流电压特性分析

4．1．2 直流电压输出电流串级控制

4．1．3 直流电压PI控制器设计

4．2 内环输出电流控制

4．3 SVPWM调制原理与实现

4．3．1 SVPWM调制的基本原理

4．3．2 扇区号的确定方法

4．3．3 SVPWM输出模式

4．4 控制策略仿真分析

4．5 本章小结

第5章 电网故障下光伏并网逆变器控制策略

5．1 电网故障下的控制问题概述

5．2 电网故障下控制策略分析

5．2．1 基于二阶广义积分器的电压序分量检测

5．2．2 平衡正序控制方法

5．2．3 电网故障下控制策略实施

5．3 电网故障下控制策略仿真分析

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢