LCL型并网逆变器的谐振分析及控制策略研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dongjuanqiu
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随着逆变器并网技术的不断提高,且大功率的单台逆变器成本较高、体积大,所以现在多采用中、小功率逆变器并联运行的方式,来满足大功率的条件。LCL型滤波器因滤波效果好、体积小等优势得到广泛应用,但其存在谐振问题。本文针对LCL型并网逆变器的谐振问题进行研究,在传统并网电流反馈有源阻尼方法基础上,在前级串联低通滤波器,提出负低-高通滤波器并网电流反馈有源阻尼控制策略,提高并网电流质量和系统的运行稳定性。本文以三相并网逆变器为研究对象,分别在两相静止坐标系和两相旋转坐标系下建立数学模型。在此基础上,对比分析L型、LCL型并网逆变器的等效电路图、开环传递函数,具体介绍了LCL滤波器中元件参数的设计方法。随之,针对LCL型并网逆变器存在的谐振问题,分别研究了无源阻尼方法和有源阻尼方法,并分析了控制延时对有源阻尼方法的影响。其次,本文从传统并网电流反馈的有源阻尼方法出发,通过对比负高通滤波器及负低-高通滤波器的伯德图,对比分析了它们的频谱特性,证明改进后有源阻尼调节器的可行性。采用经典控制理论的极点配置方法进行参数设计后,分析其系统开环频率特性伯德图,在考虑参数范围变化及较大电网阻抗的基础上,验证改进后的策略仍有较好稳定性。最后通过仿真与实验结果验证改进方法优于传统并网电流反馈有源阻尼方法。最后建立多逆变器并联系统的数学模型,通过对模型分析后得出结论:在n台并网逆变器同时运行的并联系统中,对于其中的单台逆变器来说,其等效电网阻抗可以等效成单台逆变器运行系统中的n倍。在给出等效控制框图后,通过频谱特性图发现谐振随着并联逆变器数目的增加,逆变器的谐振频率会向低频段偏移。最后通过优化本文所提出方法中的设计参数,并搭建两台并网逆变器并联运行,给出仿真与实验结果验证了该策略可以应用于多逆变器并联系统中。
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