【摘 要】
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中点箝位型（NPC）三电平并网逆变器在中高功率的并网发电场合中获得了广泛的应用,而电感-电容-电感（LCL）滤波器由于其良好的滤波性能被串接在逆变器和电网之间,但是由于实际中弱电网阻抗的存在,并网逆变器系统的稳定性和动态性能均会受到影响。本文研究解决提高弱电网下的LCL型NPC三电平并网逆变器稳定性及动态性能问题,提出了一种电流控制器和有源阻尼控制器参数设计方法。本文建立了弱电网下LCL型NPC三
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中点箝位型（NPC）三电平并网逆变器在中高功率的并网发电场合中获得了广泛的应用,而电感-电容-电感（LCL）滤波器由于其良好的滤波性能被串接在逆变器和电网之间,但是由于实际中弱电网阻抗的存在,并网逆变器系统的稳定性和动态性能均会受到影响。本文研究解决提高弱电网下的LCL型NPC三电平并网逆变器稳定性及动态性能问题,提出了一种电流控制器和有源阻尼控制器参数设计方法。本文建立了弱电网下LCL型NPC三电平并网逆变器的数学模型,并采用了基于网侧电流反馈的有源阻尼控制方法来抑制LCL滤波器所引起的谐振尖峰。推导了弱电网下LCL型NPC三电平并网逆变器控制系统的闭环传递函数,基于劳斯判据得出了系统的稳定性约束条件;为了抑制系统的谐振尖峰,推导了系统的谐振抑制约束条件;为了保证系统具有一定的稳定裕量,基于系统的幅值裕量（GM）和相位裕量（PM）要求,推导了系统的幅值裕量和相位裕量约束条件;在满足上述约束条件的同时,为了使系统具有较好的动态响应性能,提出了一种可以取得系统最大带宽的电流控制器和有源阻尼控制器参数设计方法,并和一种现有的参数设计方法进行了对比分析,表明本文所提方法提高了系统对弱电网的适应能力。为验证本文所提出的参数设计方法的有效性,设计并搭建了采用数字信号处理器-复杂可编程逻辑器件（DSP-CPLD）构架的弱电网下的LCL型NPC三电平并网逆变器实验样机,并编写了相应的控制程序。实验结果表明,使用本文提出的电流控制器和有源阻尼控制器参数设计方法,LCL型三电平并网逆变器控制系统在不同的弱电网条件下都能够稳定运行,并网电流质量好,并且具有良好的动态响应特性。
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