基于LCL濾波的光伏并網(wǎng)逆變器控制研究

【摘要】：近些年來,能源短缺與環(huán)境污染的問題已經(jīng)成為人們不可忽視的關(guān)注點(diǎn)。本論文從這兩個角度入手,闡述光伏發(fā)電技術(shù)研究的理論價值與現(xiàn)實意義。通過查閱大量文獻(xiàn)資料確定光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)仍需進(jìn)一步研究的方面,進(jìn)而以提高并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和入網(wǎng)電能質(zhì)量為目標(biāo)展開課題研究。論文首先對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分類以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合分析,選取三相電壓型并網(wǎng)逆變系統(tǒng)作為論文的研究對象。分析三相電壓型逆變器的工作方式,闡述其工作原理;分析開關(guān)型逆變器中的高頻調(diào)制技術(shù),系統(tǒng)選用PWM調(diào)制;對比分析三種濾波器的優(yōu)缺點(diǎn),確定LCL型濾波器為交流輸出濾波選擇。交流輸出濾波作為并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),關(guān)系到入網(wǎng)電能質(zhì)量。論文詳細(xì)分析了LCL濾波器的工作原理,體現(xiàn)出LCL濾波器對并網(wǎng)電流的諧波成分具有很好的衰減能力。分析并網(wǎng)電流的傳輸特性與諧振現(xiàn)象,并研究抑制諧振尖峰的方法。然后逐步分析推導(dǎo),得出LCL濾波器各參數(shù)的選取范圍。針對LCL濾波的并網(wǎng)逆變系統(tǒng),建立其數(shù)學(xué)模型,并詳細(xì)分析研究該系統(tǒng)的電流閉環(huán)控制方案。針對電流單閉環(huán)控制的缺點(diǎn),為了提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,并實現(xiàn)電流的單位功率因數(shù)入網(wǎng),選擇逆變器側(cè)電流閉環(huán)與交流側(cè)濾波電容電流前饋的電流雙環(huán)控制方案來完成理論分析和研究。針對電流雙環(huán)控制的并網(wǎng)逆變系統(tǒng),構(gòu)建控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,并搭建其仿真模型,通過仿真分析來校驗電流雙環(huán)控制方案的正確性?？傊?本文就是對光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進(jìn)行研究,并針對其穩(wěn)定性與電流的單位功率因數(shù)入網(wǎng)來分析其控制方案,其研究為光伏發(fā)電的并網(wǎng)運(yùn)行提供理論基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 并網(wǎng)逆變器 PWM調(diào)制 LCL濾波 電流雙環(huán)控制
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景與意義9-11
• 1.1.1 能源與環(huán)境問題9-10
• 1.1.2 新能源10-11
• 1.2 光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國際光伏發(fā)電現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 我國光伏發(fā)電前景14-15
• 1.3 課題研究內(nèi)容15-16
• 2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)16-26
• 2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)16-17
• 2.2 并網(wǎng)逆變技術(shù)17-25
• 2.2.1 并網(wǎng)逆變器的分類與拓?fù)?/span>17-21
• 2.2.2 高頻調(diào)制技術(shù)21-23
• 2.2.3 交流輸出濾波技術(shù)23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 LCL濾波器參數(shù)的分析與設(shè)計26-36
• 3.1 LCL濾波器的工作原理26-27
• 3.2 并網(wǎng)電流的分析27-30
• 3.2.1 并網(wǎng)電流的傳輸特性27-29
• 3.2.2 并網(wǎng)電流的諧振問題29-30
• 3.3 LCL濾波器參數(shù)的約束條件30-34
• 3.3.1 逆變器側(cè)電感L1的約束31-33
• 3.3.2 交流側(cè)濾波電容C的約束33-34
• 3.3.3 網(wǎng)側(cè)電感L2的約束34
• 3.4 LCL濾波器參數(shù)設(shè)計34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 系統(tǒng)并網(wǎng)控制策略研究36-48
• 4.1 系統(tǒng)的模型選擇36-41
• 4.2 控制策略分析41-45
• 4.2.1 網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制策略分析42-43
• 4.2.2 逆變器側(cè)電流閉環(huán)控制策略分析43-45
• 4.3 基于逆變器側(cè)電流閉環(huán)與電容電流前饋的電流雙環(huán)控制策略45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5 系統(tǒng)的仿真與分析48-59
• 5.1 系統(tǒng)的控制框圖48-49
• 5.2 系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行仿真分析49-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 6 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63

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