光伏并網(wǎng)逆變器的LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化研究

【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源儲量不足、化石能源大量消耗帶來的日益嚴重的環(huán)境問題,人們開始意識到發(fā)展可再生能源的重要性。太陽能因其豐富的儲量和眾多無法比擬的優(yōu)勢,受到了人們的廣泛關注。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,作為核心部件的LCL濾波器必然成為人們研究的熱點。本文以三相光伏并網(wǎng)逆變器中的LCL濾波器為研究對象,針對LCL濾波器的參數(shù)優(yōu)化問題,進行了深入研究。(1)三相光伏并網(wǎng)逆變器數(shù)學模型的建立。首先本文采用電壓源型逆變器,然后在對比分析了L型、LC型和LCL型三種輸出濾波器結構的基礎上,綜合考慮其濾波效果、成本等因素,選擇LCL型濾波器為本文的主要研究對象,最終在兩相旋轉坐標系下建立LCL型光伏并網(wǎng)逆變器的數(shù)學模型。(2)對三相并網(wǎng)逆變器中LCL濾波器的分析。首先分析了LCL濾波器的設計原則及其諧振抑制方法,然后針對LCL濾波器參數(shù)設計方法中存在的設計過程復雜、計算量大、約束條件難以滿足等問題,提出了用量子粒子群算法優(yōu)化LCL濾波器的參數(shù)。(3)仿真實驗驗證。首先在MATLAB環(huán)境中搭建了基于LCL濾波器的三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的仿真模型,然后分別用粒子群算法和量子粒子群對LCL濾波器參數(shù)進行優(yōu)化并作對比分析,再將已優(yōu)化的LCL濾波器用于三相并網(wǎng)逆變系統(tǒng),為了進一步說明量子粒子群的高效性,將傳統(tǒng)設計方法得到的LCL濾波器參數(shù)作為對比,分別從諧波抑制效果、濾波性能等方面進一步分析了各自的優(yōu)化情況,實驗結果表明量子粒子群算法無論從可行性還是高效性方面都優(yōu)于粒子群算法和傳統(tǒng)設計方法。 【關鍵詞】：LCL濾波器 參數(shù)優(yōu)化 量子粒子群算法 三相光伏并網(wǎng)逆變器
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究背景概論8-11
• 1.1.1 太陽能光伏概論8-9
• 1.1.2 國內外太陽能光伏產業(yè)的發(fā)展狀況9-11
• 1.2 光伏并網(wǎng)逆變器技術11-15
• 1.2.1 光伏并網(wǎng)逆變器的分類11-14
• 1.2.2 光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略14-15
• 1.3 諧波污染問題15-16
• 1.4 研究內容與章節(jié)安排16-18
• 第二章 LCL型并網(wǎng)逆器的建模與分析18-30
• 2.1 三相并網(wǎng)逆變器主電路拓撲結構18-19
• 2.1.1 電流源型逆變器18
• 2.1.2 電壓源型逆變器18-19
• 2.2 三相逆變器輸出濾波器結構19-22
• 2.2.1 L型濾波器19-20
• 2.2.2 LC型濾波器20-21
• 2.2.3 LCL型濾波器21-22
• 2.3 LCL型并網(wǎng)逆變器數(shù)學模型的建立22-28
• 2.3.1 三相靜止坐標系下的數(shù)學模型23-25
• 2.3.2 兩相旋轉坐標系下的數(shù)學模型25-28
• 2.4 本章總結28-30
• 第三章 光伏并網(wǎng)逆變器中LCL濾波器的分析30-39
• 3.1 LCL濾波器的諧振抑制方法30-35
• 3.1.1 無源阻尼法30-32
• 3.1.2 有源阻尼法32-35
• 3.2 LCL濾波器的設計原則35
• 3.3 LCL濾波器參數(shù)的傳統(tǒng)設計方法35-38
• 3.3.1 確定總電感量L_T的取值范圍36
• 3.3.2 確定濾波電容C_f的范圍36
• 3.3.3 電感L_f與L_g的選取36-37
• 3.3.4 諧振頻率的約束37-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 基于量子粒子群算法的LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化39-55
• 4.1 粒子群算法39-42
• 4.1.1 粒子群算法概述39-40
• 4.1.2 粒子群算法的參數(shù)分析40-41
• 4.1.3 粒子群算法流程41-42
• 4.2 量子粒子群算法42-45
• 4.2.1 量子粒子群算法的基本思想43-44
• 4.2.2 量子粒子群算法流程44-45
• 4.3 基于量子粒子群算法的LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化45-47
• 4.3.1 粒子的確定45
• 4.3.2 適應度函數(shù)的建立45-46
• 4.3.3 約束條件46
• 4.3.4 QPSO優(yōu)化LCL濾波器參數(shù)的流程46-47
• 4.4 仿真實驗47-54
• 4.4.1 LCL濾波器參數(shù)優(yōu)化結果47-50
• 4.4.2 LCL濾波器仿真實驗50-54
• 4.5 本章小結54-55
• 第五章 總結與展望55-57
• 5.1 總結55-56
• 5.2 展望56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果60-61
• 致謝61-63

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