论文基于LCL滤波器的光伏逆变器控制策略是大学硕士与本科逆变器毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写逆变器方面论文范文。
摘 要：随着世界能源短缺和环境问题的日益严重,光伏发电技术越来越受到人们的重视.而并网逆变器作为光伏发电系统的核心部件,成为目前研究的热点.本文以三相LCL型并网逆变器作为主要研究对象,分析了 LCL型并网逆变器的数学模型和谐振产生机理,讨论了LCL输出滤波器的优化设计方法,阐述了三种高性能的LCL型逆变器并网控制策略,并通过仿真分析比较了三种方法的控制性能.
关键词 ：LCL型并网逆变器；电流双环控制；功率控制
1 LCL型光伏并网逆变器建模与分析
1.1 光伏并网逆变器按输出滤波器类型
可以分为L型、LC型和LCL型三种,其中LCL型并网逆变器因为具有优越的高频谐波抑制能力和成本优势,而受到人们的广泛重视.本章针对LCL滤波器结构复杂,导致参数设计比较困难等问题,提出了LCL滤波器优化设计原则和实例分析.并针对LCL型并网逆变器存在着高频谐振和稳定控制困难等问题,总结了目前几种主要的LCL型光伏并网逆变器并网控制策略的原理和特点.
1.2 L型并网逆变器结构和数学模型
三相L型光伏发电系统电路结构如图1所示.其中,PV为光伏阵列,L和S分别为Boost电感和开关管,Cdc为直流侧稳压电容、VT1～VT6为三相光伏并网逆变器的6个IGBT开关管,L1为滤波电感,r1表示滤波电感L1的内阻.
图1 L型三相光伏并网发电系统拓扑结构
选择L1电感电流i1a、i1b、i1c为状态变量,在三相电网电压平衡条件下列出A、B、C三相的状态方程为：
据上式,可以得到同步旋转坐标系下并网逆变器模型如图5所示.
图5 同步旋转坐标系下LCL型并网逆变器模型
为了便于性能分析,采用单相LCL型光伏并网逆变器的拓扑结构进行分析,单相LCL型并网逆变器模型如图6所示.
图6 单相LCL滤波器模型框图
由图2-9可以得到并网输出电流is同逆变器输出电压u及电网电压U的关系为：
（2-25）
若将电网电压Us当成扰动输入,可以得到并网输出电流is和并网逆变器输出电压u之间的传递函数为：
（2-26）
根据上式,利用MATLAB分析LCL型并网逆变器的性能,则系统的开环极点分布图和特性如图7和8所示：
图7 LCL型输出滤波器极点分布
由图7可以看出,三阶LCL输出滤波器系统的极点全位于分布图的虚轴上,因此系统处于临界稳定状态.虽然实际系统中滤波电感和电容的内阻不为零,但也导致系统的稳定裕度很小.
由图8看出,三阶LCL输出滤波器在低频时以-20dB/dec衰减,高于谐振频率时以-60dB/dec衰减.所以,LCL输出滤波器能够很好的抑制并网电流中的高次谐波.但理想的LCL滤波器是三阶无阻尼系统,会引起较为严重的高频谐振问题,谐振问题会增加并网电流中的高次谐波含量,因此控制系统中需要加入阻尼控制策略以保证系统稳定运行.
图8 LCL型输出滤波器特性
2 基于重复PR的电流双环并网控制策略
2.1 本章提出了一种基于重复PR控制的LCL型并网逆变器电流双环控制策略
系统包括电容电流反馈控制环节和基于重复PR控制的并网电流控制环节,电流双环控制系统结构如图9所示.
图9 电流双环控制系统结构
系统直接侧电压采用PI控制策略获得参考电流i*sα是,为实现单位功率因数并网,设置i*sβ等于0.然后经过基于重复PR电流双环控制器调节,实现对并网逆变器的高性能控制.则电流双闭环控制原理如图10所示.
图10 电流双环控制原理
其中,kc为电容电流反馈系数；kPWM为光伏并网逆变器等效传递函数,由于并网逆变器普遍采用高频双极性SPWM调制方式,开关频率远远大于基波频率,因此可以将SPWM逆变单元可以看成一个增益环节KPWM,一般取KPWM 等于Udc.在控制系统中,内环电容电流反馈控制环节的主要作用是抑制LCL型并网滤波器的谐振峰,以保持系统的稳定性；外环重复PR控制环节用于实现对并网电流的高性能控制.
2.2重复PR控制策略
重复控制的基本思想来源于内模原理,它巧妙地构造了一个“重复信号发生器”的内模,重复控制的离散形式为： ,
本公式可以看作是一种对信号周期性的积分,其中N为一个周期的采样次数,Q为积分衰减系数,S（z）为针对控制对象设计的补偿函数.控制器设计与性能由于LCL型光伏并网逆变器控制为电流源并网方式,电流控制器的响应速度远比电压控制器的快,因此在设计内外电流控制环时不能像常规的电压电流双环一样可以分别进行设计,而是需要根据控制器的性能要求同时设计内外环的控制器参数.
3 结语
光伏并网逆变器作为光伏发电系统与配电网接口设备,其控制性能直接影响到光伏发电系统输出的电能质量.因此,研究高性能的光 伏并网逆变器控制策略具有重要的现实意义.本文旨在对LCL型光伏并网逆变器进行较为深入的理论研究和分析,提出了三种高性能的并网控制策略,并在MATLAB/SIMULINK中进行了控制系统仿真模型,分析比较了三种控制策略的性能.以下分别对本文研究的内容进行全面的总结.
分析L型、LC型和LCL型并网逆变器的原理特性和拓扑结构,比较了三类并网逆变器的谐波抑制能力和复杂度.通过比较,本文采用具有优越的高频谐波抑制能力和成本优势的LCL型并网逆变器作为研究对象.但由于理想的LCL输出滤波器是三阶无阻尼系统,存在着高频谐振和稳定控制困难等问题,因此如何实现稳定控制是目前研究的一个难点.论文深入分析LCL型并网逆变器谐振产生机理和危害,在此基础上总结了目前主要的LCL型光伏逆变器并网控制方法.针对LCL型光伏并网逆变器的高频谐振和稳定控制困难等问题,提出了一种并网电流和电容电流双闭环反馈控制方法.通过电容电流反馈实现对高频谐振的有源阻尼控制；并针对单一的PI控制、比例谐振控制和重复控制的缺点,提出一种重复-比例谐振复合控制策略以实现对并网电流的高性能控制.设计了一种基于直接功率控制策略的LCL型并网逆变器并网控制器,并且为抑制LCL滤波器谐振问题,在控制系统加入了有源功率阻尼控制环节.相对电流控制,直接功率控制具有结构简单、功率调节速度快等优点,但常规直接功率控制方法只是实现了功率的快速调节,并未对并网电流波形进行直接控制.为此本文提出了一种采用内环电流控制、外环功率控制的准直接功率控制方法,兼顾了直接功率控制和电流控制的优点,具有良好的应用前景.
参考文献：
[1] 刘杨华,吴政球,涂有庆,等.分布式发电及其并网技术综述[J].电网技术.2008（15）：71-76.
[2] 李乃永,梁军,赵义术.并网光伏电站的动态建模与稳定性研究[J].中国电机工程学报.2011（10）：12-18.
[3] 刘鸿鹏,王卫,吴辉.光伏逆变器的调制方式分析与直流分量抑制[J].中国电机工程学报.2010（09）：27-32.
[4] 刘飞,徐鹏威,陈国强,等.基于LCL滤波器的三相光伏并网控制系统研究[J].太阳能学报.2008（08）：965-970.
[5] 张承慧,叶颖,陈阿莲,等.基于输出电流控制的光伏并网逆变电源[J].电工技术学报.2007（08）：41-45.
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参考文献：
1、 城市轨道交通车辆牵引逆变器的技术性路径分析 摘 要：城市化进程的快速推进，城市轨道交通作为构成城市整体结构的重要组成，在城市发展的过程中具有重要作用。在城市轨道交通当中，构成的环节有很多，。
2、 独立微电网并联逆变器下垂控制策略 摘 要：针对独立微电网并联逆变器的控制策略的研究，本文基于下垂控制模式的独立微电网并联逆变器的控制策略。首先，介绍了独立微电网并联逆变器的典型结。
3、 三相四线制逆变器中性点电压脉动抑制新型拓扑 摘要关键词：三相四线制逆变器；分裂电容；三相不平衡负载；中性点电压脉动抑制；高频变换电路DOI：10 15938 j emc 2018 02 。
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